RECORDING OF HOLOGRAPHIC GRATINGS AND THEIR COHERENT SELF-ENHANCEMENT IN AN a-As₂S₃ FILM WITH A MINIMUM LIGHT INTENSITY MODULATION
A. Ozols, P. Augustovs, and D. Saharov
Faculty of Material Science and Applied Chemistry, Riga Technical University, Azenes 14/24, LV-1007 Riga, Latvia
E-mail: aozols@latnet.lv

Received 28 August 2011; revised 12 February 2012; accepted 12 March 2012

The holographic grating recording efficiency and the coherent self-enhancement efficiency of gratings are experimentally studied depending on the recording light interference fringe visibility in an a-As₂S₃ chalcogenide film in order to find the minimum visibility. The minimum fringe visibility M_min = 3.6×10^–4 is found, which is determined by the scattered light background. In this case the maximal diffraction efficiency η_max = 0.05% and the maximal self-enhancement factor ξ_max = 5.0, compared to η_max = 15% and ξ_max = 12.3 in the optimal M = 1.0000 case. In the case of two-beam holographic grating recording the maximal diffraction efficiency increases when M is increased, whereas sensitivity decreases. A simple model, based on linear recording with the spatial light intensity distribution governed by M and including intensity-dependent material photosensitivity and grating relaxation, is proposed to explain these results. In the case of coherent self-enhancement both the maximal diffraction efficiency and sensitivity increase with fringe visibility M. This can be explained by the fact that mechanical stress modulation during the initial grating recording depending on M is followed by relaxational structural changes reinforcing the coherent self-enhancement effect. The developed approach may explain the absence of this effect in some azobenzene oligomer films.

HOLOGRAFINIŲ GARDELIŲ ĮRAŠYMAS IR JŲ KOHERENTINIS SUSISTIPRINIMAS a-As₂S₃ PLONAJAME SLUOKSNYJE MINIMALIOS ŠVIESOS INTENSYVUMO MODULIACIJOS SĄLYGOMIS
A. Ozols, P. Augustovs, D. Saharov
Rygos technikos universitetas, Ryga, Latvija

Siekiant nustatyti minimalų kontrastą eksperimentiškai tirta, kaip holografinių gardelių įrašymo ir jų koherentinio susistiprinimo efektyvumas a-As₂S₃ chalkogenido sluoksnyje priklauso nuo įrašančios šviesos interferencinių juostelių kontrasto. Gautas minimalus juostelių kontrastas M_min = 3,6×10^–4, kurį lemia išsklaidytos šviesos fonas. Šiuo atveju maksimalus difrakcijos efektyvumas η_max = 0,05 %, o maksimalus susistiprinimo koeficientas ξ_max =5,0, lyginant su η_max =15 % ir ξ_max = 12,3 optimaliu M = 1,0000. Dvipluoščio holografinių gardelių įrašymo metu maksimalus difrakcijos efektyvumas didėja didinant M, o jautris tada mažėja. Šiems rezultatams paaiškinti pasiūlytas paprastas modelis, pagįstas tiesiniu įrašymu, kai erdvinį šviesos intensyvumo pasiskirstymą lemia M, ir įskaitantis nuo intensyvumo priklausantį medžiagos fotojautrį bei gardelės relaksaciją. Koherentinio susistiprinimo atveju ir maksimalus difrakcijos efektyvumas, ir jautris didėja, kai didėja juostelių kontrastas M. Tai įvyksta dėl to, kad mechaninio įtempio moduliaciją, gardelės įrašymo pradžioje priklausančią nuo M, keičia relaksaciniai sandaros pokyčiai, lemiantys koherentinio susistiprinimo reiškinį. Siūloma interpretacija gali paaiškinti, kodėl šis reiškinys nestebimas kai kuriuose azobenzeno oligomeriniuose sluoksniuose.