1) фіксацією величини напруженості зовнішнього магнітного поля і відповідною зміною частоти лазерного випромінювання;
2) фіксацією всіх параметрів і частоти та відповідною зміною напруженості магнітного поля.
1.2. Обговорення і результати отримання області реалізації магнітооптичної нестабільності
Теоретично розглянуто вплив слабких магнітних полів на умови реалізації ОБ в області екситонних резонансів шаруватого кристалу. Розраховано область реалізації магнітооптичної нестабільності ШК, на прикладі 2H-Pb2. Програма розрахунку наведена в додатку 1.
Розрахунок області реалізації МОБ здійснюється за наступною схемою [25]:
· розраховується коефіцієнт поглинання
· проводиться розрахунок залежності N(h), по відомим уже значенням
· останній етап розрахунків заключається у визначенні залежності
В області екситонного резонансу функція N(h) має S-подібний характер, що забезпечує можливість існування трьох розв’язків рівняння балансу, два з яких відповідають стабільним станам із різними рівнями поглинання.
Із рис. 22 та 23 видно, що існує певна область інтенсивностей лазерного сигналу для першої і другої екситонних зон шаруватого кристалу, для якої можливі різні значення пропускної здатності кристалу, що в свою чергу залежить від напрямку зміни інтенсивності лазерної хвилі, при фіксованому значенні напруженості зовнішнього магнітного поля. Ця залежність зображується петлею гістерезису і забезпечує реалізацію стабільних станів на виході кристалу, з різними значеннями пропускання.
Рис. 22. Залежність пропускання від інтенсивності І0. При
, на частоті
відн. од., у зовнішньому магнітному полі h = 3274
відн. од.
Рис. 23. Залежність пропускання від інтенсивності І0: 1 -
; 1 -
. На частоті
відн. од., у зовнішньому магнітному полі h = 3274
відн. од.
На рис. 24 і 25 зображена розрахована область реалізації МОБ при змінній температурі, для першої
Рис. 24. Область реалізації магнітооптичної нестабільності при різних температурах: 1 - T = 0.055 відн. од.; 2 - T = 0.069 відн. од.; 3 - T = 0.073 відн. од. Розрахована для першої екситонної зони, відн. од.
Рис. 25. Область реалізації магнітооптичної нестабільності при різних температурах: 1 - T = 0.041 відн. од.; 2 - T = 0.055 відн. од.; 3 - T = 0.07 відн. од. Розрахована для другої екситонної зони, відн. од.
Розрахунок області реалізації МОБ для різних частот, при опроміненні першої і другої екситонних зон зображено на рис. 26 і 27. Ширина області нестабільності по магнітному полю
При переході від однієї зони до іншої, значення інтервала частот
Рис. 26. Область реалізації магнітооптичної нестабільності при різних частотах: 1 -
= 0.017 відн. од.; 2 -
= 0.02 відн. од.; 3 -
= 0.023 відн. од. Розрахована для першої екситонної зони
відн. од.
Рис. 27. Область реалізації магнітооптичної нестабільності при різних частотах: 1 -
= 0.057 відн. од.; 2 -
= 0.06 відн. од.; 3 -
= 0.063 відн. од. Розрахована для другої екситонної зони
відн. од.
Розміри області реалізації МОБ не залежать від частоти лазерного випромінювання. При зміні частоти на величину
Наявність декількох екситонних зон в шаруватих напівпровідниках, створює можливість керування розмірами і положенням петлі гістерезису, значенням поглинання (пропускання) кожного із стабільних станів, шляхом зміни напруженості зовнішнього магнітного поля, що створює перспективи для створення оптичних логічних і запам’ятовуючих пристроїв.
Висновки
1. Теоретично досліджено можливість реалізації магнітооптичної нестабільності в області екситонних резонансів в шаруватих напівпровідниках на прикладі кристалу 2H-PbI2.
2. Проведено розрахунок області реалізації магнітооптичної нестабільності для двох екситонних зон зі зміною температури і частоти. З ростом температури петля гістерезису зміщується в бік зростання напруженості магнітного поля.
3. Розміри області реалізації МОБ не залежать від частоти. Отримання багаторівневого відгуку на виході не потребує зміни джерела випромінювання, а лише зміну напруженості магнітного поля.
Література
1. Zenkova C.Yu. The dynamics of optical bistability layer crystals / C.Yu. Zenkova // Proc. SPIE. – 2009. - Vol. 7297, No. 5. – P. 654-657.
2. Дерев’янчук А.В. Оптическая бистабильность слоистого полупроводника в области экситонного поглощения / А.В. Дерев’янчук, К. Ю. Зенкова, Н.К. Крамар, В.М. Крамар // Оптика и спектроскопия. – 2006. - Т. 101, №1. - С.789-794.