Методика экспериментов по исследованию результатов воздействия лазерного излучения на монокристаллы германия

В разделах 4.2 - 4.4 данной работы приведены результаты экспериментов по исследованию воздействия лазерного излучения на две группы образцов монокристаллического германия оптического качества (и - типа проводимости).

Была приготовлена серия экспериментальных образцов диаметром 30 мм и толщиной 0,7 мм, вырезанных параллельно плоскости {111} из бездислокационного монокристалла и - типа с удельным сопротивлением р = 40÷50 Омхсм. После шлифовки эти образцы травились и химически полировались для снятия нарушенного слоя. Образцы, изготовленные из промышленных монокристаллов марки ГМО, также имели и - тип проводимости и р = 40÷50 Омхсм. Образцы, представлявшие собой плоскопараллельные пластинки толщиной 2÷3 мм, вырезались параллельно кристаллографической плоскости {111} и полировались по специально разработанной химико-механической технологии оптической обработки, описанной в предыдущем разделе [А45].

Так как показатель преломления германия - весьма высок (n=4,0), то потери при прохождении излучения через германий выше, чем у остальных 12 монокристаллов, исследовавшихся нами (френелевское отражение от двух граней - 51%).

своей чувствительности. Из-за этого в экспериментах, описанных в этой главе, фотоприёмник (12) располагался непосредственно за образцом, то есть линзы (9) и (11), а также клин (10) не использовались.

Часть имевшихся в нашем распоряжении образцов подвергалась однократному воздействию лазерного излучения различной интенсивности, а другая часть идентичных образцов подвергалась воздействию серии из 10 импульсов, излучавшихся с частотой порядка 0,01 Гц. В последнем случае воздействие производилось на один и тот же участок образца, а плотность мощности воздействующего излучения поддерживалась на одном уровне. Тем не менее, регистрировались параметры каждого лазерного импульса.

Кроме того, кинетика накопления усталостных повреждений в монокристаллах германия при многократном воздействии изучалась путём периодического металлографического исследования поверхности рабочих выходных зеркал лазера, представляющих собой плоскопараллельные пластины германия марки ГМО, прошедших оптическую обработку. Зеркала лазера, описанного в статье [6], имели диаметр 100 мм, а в лазере, описанном в разделе 8.1 [А 10] (внешний вид его показан на рисунках 8.1 и 8.2), диаметр зеркал составлял 160 мм. В этом случае количество воздействовавших лазерных импульсов достигало приблизительно 5000 при средней плотности энергии до 8 Дж/см².

Контроль пропускания образцов в ИК - области до и после воздействия осуществлялся на двухлучевом спектрофотометре «Hitachi-225» по методике, описанной в разделе 2.1. Морфология «лазерных» повреждений в образцах исследовалась методами металлографии на микроскопах МИК-4, МИМ-9 и микроинтерферометре Линника МИИ-4. Образцы из без дислокационных монокристаллов исследовались, кроме того, методом Бормана в камере для дифракционной микрорентгенографии [328]. Часть повреждённых германиевых лазерных зеркал исследовалась на электронном микроскопе. Монокристаллы германия, исследовавшиеся в данном разделе работы, были выращены на Запорожском титано-магниевом комбинате Д.И. Левинзоном и Е.П. Рыкун по согласованной с нами программе, а рентгенотопографические и электронномикроскопические исследования проведены совместно с сотрудниками этого предприятия Э. Г. Шейхетом и А. Л. Трайниным. Автор глубоко признателен им за большую помощь в выполнении этой работы.

4.3