Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Characterization of PbO-B2O3-GeO2-La2O3 and PbO-B2O3-SiO2-ZnO glasses: refractive, acoustic, photo-elastic and acousto-optic properties 

1Krupych O., 1Martynyuk-Lototska I., 1Say A., 1Boyko V., 2Goleus V., 2Hordieiev Y. and 1Vlokh R.

1O.G. Vlokh Institute of Physical Optics, 23 Dragomanov Street, 79005 Lviv, Ukraine. e-mail:ok@ifo.lviv.ua
2Ukrainian State University of Chemical Technology, 8 Gagarin Street, 49005 Dnipro, Ukraine 
 

Download this article

Abstract. New high-lead glasses with two different compositions are subjected to comprehensive material characterization. In particular, their refractive indices, optical transmission spectra, photo-elastic, piezo-optic and strain-optic constants, ultrasound velocities and elastic constants are measured. We find the short-wavelength absorption edges as λedge = 383 and 475 nm for these compounds. The acousto-optic figures of merit are calculated for the glasses under study. Their maximal acousto-optic figures of merit turn out to be higher than the corresponding values for fused silica and dense flint glasses, which are known as vitreous materials widely used in serial acousto-optic modulators

Keywords: lead glasses, refractive indices, photo-elasticity, acousto-optics, optical measurements

UDC: 535.551, 535.417
Ukr. J. Phys. Opt. 21 47-56
doi: 10.3116/16091833/21/1/47/2020
Received: 10.02.2020 

Анотація. Охарактеризовано нові сорти скла з високим вмістом свинцю двох різних складів. Зокрема, визначено їхні показники заломлення, спектри оптичного пропускання, фотопружні, п’єзооптичні та пружно¬оптичні постійні, швидкості ультразвуку та пружні константи. Для цих сполук визначено короткохвильові краї поглинання λedge = 383 і 475 нм. Розраховано коефіцієнти акусто¬оптичної якості для досліджуваних сортів скла. Їхні максимальні акустооптичні показники виявилися вищими за відповідні значення для плавленого кварцу та важких флінтів. Останні відомі як склоподібні матеріали, що широко використовуються в серійних акустооптичних модуляторах.
REFERENCES
  1. Chang I C. Acousto-optic devices and applications. Ch.12, Acousto-optic devices and applications. In: Handbook of optics (Vol. II). Ed by M Bass. McGraw-Hill (1995).
  2. Smith T and Korpel A, 1965. Measurement of light-sound interaction efficiencies in solids. IEEE J. Quant. Electron. 1: 283–284. doi:10.1109/JQE.1965.1072224
  3. Rabukhin A I, 1995. Acoustooptical efficiency of germanate glasses containing lead and bismuth oxides. Glass and Ceramics. 52: 203–206. doi:10.1007/BF00679880
  4. Abdel-Baki M and El-Diasty F, 2013. Glasses for photonic technologies. Int. J. Opt. Appl. 3: 125–137. doi:10.5923/j.optics.20130306.02
  5. Weber M J. Handbook of optical materials. Boca Raton, Filadelphia: CRC Press (2003). doi:10.1201/9781315219615 
  6. Eschler H and Weidinger F, 1975. Acousto-optic properties of dense flint glasses. J. Appl. Phys. 46: 65–70. doi:10.1063/1.321370
  7. Parshikov S A, Zaytsev А I, Zamkov А V and Shabanova L А, 1998. Acousto-optic properties of oxide glasses with high polarized ions. Fizika i Chimiya Stekla. 24: 829–832. 
  8. Goleus V I, Hordieiev Y S and Nosenko A V, 2018. Properties of low-melting glasses in the system PbO–ZnO–B2O3–SiO2. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. 4: 92–96. 
  9. Goleus V I and Hordieiev Y S 2018. Calculation of optical constants of glasses in the PbO–B2O3–SiO2–GeO2 oxide system. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 5: 92–96.
  10. http://www.brimrose.com/pdfandwordfiles/aointro.pdf
  11. Semenov V and Sheloput D, 1979. Acousto-optic characteristics of dense and super dense flints. Avtometriya. 2: 93–95. 
  12. Kludzin V V, Kulakov S V, Razzhivin B P and Ulyanov V K, 1972. The possibility of application of dense flints for ultrasonic light modulation. Optiko-Mechanicheskaya Promyshlennost. 1: 3–5. 
  13. Cheng C C, 2014. Refractive index measurement by prism autocollimation. Amer. J. Phys. 82: 214–216.  doi:10.1119/1.4834396
  14. Werner A J, 1968. Methods in high precision refractometry of optical glasses. Appl. Opt. 7: 837–843. doi:10.1364/AO.7.000837
  15. Astrua M and Pisani M, 2009. Prism refractive index measurement at INRiM. Meas. Sci. Technol. 20: 095305-1–7.
  16. Ilev I K, 1995. Simple autocollimation laser refractormeter with highly sensitive, fiber-optic output. Appl. Opt. 34: 1741–1743. doi:10.1364/AO.34.001741
  17. Papadakis E P, 1967. Ultrasonic pulse velocity by the pulse-echo overlap method incorporating diffraction phase correlation. J. Acoust. Soc. Amer. 42: 1045–1051. doi:10.1121/1.1910688
  18. Kino G S. Acoustic waves: devices, imaging, and analog signal processing (Vol. 107). Englewood Cliffs, N J: Prentice-Hall (1987).
  19. Krupych O, Savaryn V, Skab I and Vlokh R, 2011. Interferometric measurements of piezooptic coefficients by means of four-point bending method. Ukr. J. Phys. Opt. 12: 150–160. doi:10.3116/16091833/12/3/150/2011 
  20. Krupych O, Savaryn V, Krupych A, Klymiv I and Vlokh R, 2013. Determination of piezo-optic coefficients of crystals by means of four-point bending. Appl. Opt. 52: 4054–4061. doi:10.1364/AO.52.004054
  21. Vlokh R O, Skab I P, Krupych O M and Adamenko D I. Methods of piezo-optics in inhomogeneous mechanical fields. Lviv: Publishing House of Vlokh Institute of Physical Optics (2019).
  22. Mys O, Kostyrko M, Smyk M, Krupych O and Vlokh R, 2014. Anisotropy of acousto-optic figure of merit in optically isotropic media. Appl. Opt. 53: 4616–4627. doi:10.1364/AO.53.004616
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics