Laboratory of Optical and Quasioptical Investigation and Optoelectronic Devices Design for Infocommunication Systems

Ukrainian-Polish Project

Annotation

In this project through the series of experimental techniques and theoretical approaches the selected crystalline materials for acousto- and optoelectronics have been investigated. A number of characteristics was compared, anisotropy featured for induced effects were stated and indicated how to achieve optimal performance for the working elements of piezo- and acousto-optical devices under these conditions.

Aim and Objective

To explore a new crystalline materials suitable for high-power laser radiation control in terms of improving the efficiency of their use in optoelectronic devices that operate on the principles of piezo- or acousto-optic modulation of light.

Main Tasks

The development of new methodology to optimize the efficiency of interactions between light and the applied mechanical loads or acoustic waves in materials, which are widely used in optoelectronics .

Work Implementation

Following steps were done to achieve the goal:

Main Scientific Achievements

A characterization of langasite crystals, pure lithium niobate and lithium niobate with impurities were performed. Desides it was shown that there is a crystal physical direction in which the value of piezo-optic effect (POE) of langasite crystals will be comperable with the size of the POE in the extreme directions for LiNbO3 crystals. Based on these measurements and also on 3D spatial analysis of induced longitudinal and transverse effects the optimization of piezo-optical and elasto-optical interactions in these materials were performed.

The Practical Value

The results of this research can be used to produced highly effective working elements of acousto-optical cell for controlling of power laser radiation in a wide frequency range.

The results obtained in the second phase of research were published in peer-reviewed journals in Ukraine and abroad, and presented at scientific seminars and conferences.

Value of Results for Educational and Scientific Work

Master and Bachelor students were involved in experimental measurements and computer analysis of data as part of their coursework and thesis.

List of Scientific Publications, Presentations at Conferences, Seminars

Articles:

  1. Mytsyk B.G. Piezo-optic coefficients of MgO doped LiNbO3 crystals / B.G. Mytsyk, A.S. Andrushchak, N.M. Demyanyshyn, Y.P. Kost’, A.V. Kityk, P. Mandracci, W. Schranz // Applied Optics - 2009. - V.48, No.10. - P.1904-1911.
  2. Andrushchak A. S. Elastic and photoelastic constants of pure and MgO doped lithium niobate crystals / A. S. Andrushchak, B. G. Mytsyk, H.P. Laba, O.V. Yurkevych, I. M. Solskii, B. Sahraoui, A.V. Kityk // J. Applied Physics. – 2009. – V. 106 –P. 073510-15.
  3. Andrushchak A.S., Chernyhivsky E.M., Gotra Z.Yu., Kaidan M.V., Kityk A.V., Andrushchak N.A., Maksymyuk T.A., Mytsyk B.G., Schranz W. Spatial Anisotropy of the Acoustooptical Efficiency in Lithium Niobate Crystals// Journal of Applied Physics. – 2010. – V. 108. – P. 103118 (1 - 5).
  4. B.G. Mytsyk, N.M. Demyanyshyn, A.S. Andrushchak, Ya.P. Kost’, O.V. Parasyuk and A.V. Kityk Piezooptical coefficients of La3Ga5SiO14 and CaWO4 crystals: A combined optical interferometry and polarization-optical study // Optical Material. – 2010. – V.33, No.1. – P.26–30.
  5. Кушнір O. С., Юркевич О. В., Андрущак А. С. Кутова стабільність максимумів вказівних поверхонь фізичних ефектів, індукованих зовнішніми полями // Вісник НУ „Львівська політехніка”. Електроніка. – 2010. – № 681. – C. 197– 204.

 

Abstracts:

  1. Yurkevych O., Andrushchak A., Mytsyk B. Langasite crystals as working components of the devices for fiber-optic exchange lines: anisotropy of electrooptic and piezoelectric characteristics // Modern problems of radio engineering, telecommunications and computer science - Proceeding of the 10th International Conference TCSET’2010, 23-27 February 2010, Lviv-Slavske, Ukraine. – P.335.
  2. Винник Д.М., Андрущак А. С., Сугак Д.Ю. Дослідження частотних залежностей ємностей зустрічно-штиркових перетворювачів для збудження об’ємних акустичних хвиль // XIІІ відкрита науково-тех¬нічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету „Львівська політехніка” з проблем електроніки : Тези доп. – Львів (Україна), 2010. – C. 19.
  3. Кость Я.П., Сольський І.М., Андрущак А. С., Мицик Б.Г. Статична фото пружність кристалів вольфрамату кальцію за різницею ходу // XIІІ відкрита науково-тех¬нічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету „Львівська політехніка” з проблем електроніки : Тези доп. – Львів (Україна), 2010. – C. 31.
  4. Юркевич О. В. , Кушнір О. С. , Андрущак А. С. Кутова стабільність максимумів вказівних поверхонь індукованих ефектів // XIІІ відкрита науково-тех¬нічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ) Національного університету „Львівська політехніка” з проблем електроніки : Тези доп. – Львів (Україна), 2010. – C. 68.
  5. Andrushchak A.S., Kaidan M.V., Chernyhivskiy J.M., Yurkevych O.V., Maksymyuk T.A., Mytsyk B.G., Kityk A.V. Application Efficiency Increasing Of LiNbO3:MgO And GaР Crystals For Acoustooptical High-Frequency Control Of Powerfull Laser Irradiation // Proceeding of 10-th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM 2010). – Sevastopol, Сrimea (Ukraine). – September 10-14, 2010). P.172-175.

Executive Summary

  1. For the selected materials optimal crystal physical directions were indicated in which the value of induced effects is competable with the value in extreme directions.
  2. The factors that effect the stability of angular peaks for obtained optimized indicative surfaces were studied, that can be used to minimize unwanted external influences in the fabrication of acousto-optical devices.