Ukrainian Journal of Physical Optics 

Volume 21, Issue 4, 2020
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Peculiarities of acousto-optic diffraction at circularly polarized acoustic waves. Determination of elasto-optic coefficients coupled with shear waves

Kostyrko M., Orykhivskyi I., Skab I., and Vlokh R.

O. G. Vlokh Institute of Physical Optics, 23 Dragomanov Street, 79005 Lviv, Ukraine, vlokh@ifo.lviv.ua

Download this article

Abstract. We develop a new approach for determining some of elasto-optic coefficients (pij with i = 1…6 and j = 4, 5) basing on Dixon–Cohen method and acousto-optic diffraction at circularly polarized acoustic waves. Particular cases of crystals that belong to trigonal system and some symmetry groups of tetragonal and hexagonal systems are analyzed. We find that the effective elasto-optic coefficients are different for the alternative cases of diffractions at either right- or left-handed circularly polarized acoustic waves that propagate along Z axis in crystals. One can determine in this way the coefficients p44 and p45 at the anisotropic diffraction in the crystals belonging to point symmetry groups 4, 4/m, 4, 6, 6/m and 6. For the crystals belonging to symmetry groups 32, 3m and 3m, it is possible to determine the coefficients p14 and p44 respectively at the isotropic and anisotropic diffractions. Finally, for the crystals described by the groups 3 and 3, one can determine separately the four coefficients p44, p45, p25 and p14 following from the anisotropic-diffraction data and the two coefficients p14 and p25 following from the isotropic-diffraction data

Keywords: circularly polarized acoustic waves, acousto-optic diffraction, effective elasto-optic coefficients

UDC: 535.421+535.551+534.27
Ukr. J. Phys. Opt. 21 201-206
doi:10.3116/16091833/21/4/201/2020
Received: 07.10.2020

Анотація.  Розроблено новий підхід до визначення деяких із еластооптичних коефіцієнтів (pij із i = 1…6 та j = 4, 5) на основі методу Діксона–Коена та акустооптичної дифракції на циркулярно поляризованих акустичних хвилях. Проаналізовано конкретні випадки кристалів, що належать до тригональної системи і деяких груп симетрії тетрагональної та гексагональної систем. Виявлено, що ефективні еластооптичні коефіцієнти різні для альтернативних випадків дифракції на правих або лівих акустичних хвилях, які поширюються вздовж осі Z у кристалах. Так можна визначити коефіцієнти p44 і p45 при анізотропній дифракції в кристалах, що належать до точкових груп симетрії 4, 4/m, 4, 6, 6/m і 6. Для кристалів, що належать до груп симетрії 32, 3m і 3m, можна знайти коефіцієнти p14 і p44 відповідно при ізотропній і анізотропній дифракції. Нарешті, для кристалів, що описуються групами 3 і 3, можна окремо визначити чотири коефіцієнти p44, p45, p25 і p14 на підставі даних для анізотропної дифракції і два коефіцієнти p14 і p25 на підставі даних для ізотропної дифракції
REFERENCES
  1. Magdich L N and Molchanov V Ya, Acoustooptic devices and their application. Gordon and Breach Science Publ. (1989).
  2. Balakshiy V I, Parygin V N and Chirkov L E, Physical principles of acousto-optics. Moscow: Radio i Svyaz (1985).
  3. Dixon R W and Cohen M G, 1966. A new technique for measuring magnitudes of photoelastic tensors and its application to lithium niobate. Appl. Phys. Lett. 8: 205-207. doi:10.1063/1.1754556
  4. Mys O, Martynyuk-Lototska I, Pogodin A, Dudok T, Adamenko D, Krupych O, Skab I and Vlokh R, 2019. Acousto-optic interaction between circularly polarized optical eigenwaves: example of AgGaS2 crystals. Appl. Opt. 58: 6012-6018. doi:10.1364/AO.58.006012
  5. Mys O, Adamenko D, Skab I and Vlokh R, 2019. Anisotropy of acousto-optic figure of merit for the collinear diffraction of circularly polarized optical waves at the wavelength of isotropic point in AgGaS2 crystals. Ukr. J. Phys. Opt. 20: 73-80. doi:10.3116/16091833/20/2/73/2019
  6. Mys O, Martynyuk-Lototska I, Kostyrko M and Vlokh R, 2020. Anisotropy of acousto-optic figure of merit for Pb5Ge3O11 crystals in the case of interaction between circularly polarized optical waves. Appl. Opt. (submitted).
  7. Hobden M V, 1968. Optical activity in a non-enantiomorphous crystal: AgGaS2. Acta Cryst. A. 24: 676-680. doi:10.1107/S0567739468001440
  8. Auld B A, Quate C F, Shaw H J and Winslow D K, 1966. Acoustic quarterwave plates at microwave frequencies. Appl. Phys. Lett. 9: 436-438. doi:10.1063/1.1754644
  9. Plicque F, Feipier J and Zarembovitc A, 1970. On a method of generating ultrasonic circularly polarized waves. J. Acoust. Soc. Amer. 47: 168-171. doi:10.1121/1.1911456
  10. Yamada T, Iwasaki H and Niizeki N, 1972. Elastic and piezoelectric properties of ferroelectric 5PbO∙3GeO2 crystals. J. Appl. Phys. 43: 771-775. doi:10.1063/1.1661278
  11. Sirotin Yu I and Shaskolskaya M P, Fundamentals of crystal physics. Moscow: Mir Publishers (1982).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics