ГЛАВА 4 ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО CO2- ЛАЗЕРА C МОНОКРИСТАЛЛАМИ ГЕРМАНИЯ
В главе 1 показано, что из практически применяемых прозрачных материалов, пригодных для импульсных CO2- лазеров, монокристаллы германия обладают наилучшим сочетанием физико-химических и механических свойств.
Это позволяет изготавливать точные оптические элементы для области 10 мкм. Из полученных нами экспериментальных данных, приведённых в главе 3 видно, что, хотя формально германий и несколько уступает другим исследованным материалам по величине порога оптической стойкости, зато он не подвержен катастрофическому разрушению при превышении порогового значения, что весьма важно для использования в мощных лазерах.Пропускание ИК - излучения в германии заметным образом зависит от концентрации носителей и температуры материала, экспериментальные исследования данных характеристик приведены в главе 2.
В данной главе приводятся результаты исследования стойкости монокристаллов германия к воздействию излучения импульсного CO2- лазера, проведённого с учётом опыта, накопленного при изучении различных свойств этого материала. Они опубликованы в работах [Al, A2, A4, A9, AlO, A16, A18, A23, A25, A27, A34, A41, А45, А51].
Устойчивость выходного окна (зеркала) к катастрофическому разрушению крайне важна, так как, ввиду разницы давлений между атмосферой и активной средой, этот элемент испытывает значительную динамическую и статическую нагрузку. Наиболее опасен в этом случае момент замены отработанной активной среды, поскольку при откачке смеси в процессе вакуумирования нагрузка на окно становится максимальной. Особенно опасно это явление при эксплуатации мощных крупноапертурных систем. Катастрофическое разрушение лазерного окна может привести не только к безвозвратной потере дорогостоящего оптического элемента, но и к выводу из строя его осколками электродной системы и «глухого» зеркала.
Поэтому германий, несмотря на недостаточно удовлетворительные оптические свойства, является одним из перспективных материалов для изготовления прозрачной оптики импульсных CO2- лазеров, а, следовательно, исследование возможностей его использования представляют значительный интерес.
Дополнительным аргументом является ещё одно обстоятельство: поскольку монокристаллический германий является одним из основных материалов полупроводниковой техники, для него разработаны технологические процессы глубокой очистки исходного сырья, выращивания высокочистых монокристаллов, направленного легирования электрически активными примесями, тонкие методы исследования структуры, а также весьма подробно изучено влияние различных примесей на свойства материала. Так, например, созданы технологии выращивания монокристаллов с содержанием электрически активных примесей на уровне IO'10вес. %. Существует технология выращивания бездислокационных кристаллов. Важно, также то, что германий - моноэлементный материал. Такие преимущества позволяют исследовать физические аспекты оптической стойкости Ge более глубоко, нежели это возможно в случае большинства других монокристаллов.4.1
Еще по теме ГЛАВА 4 ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО CO2- ЛАЗЕРА C МОНОКРИСТАЛЛАМИ ГЕРМАНИЯ:
- 1.1 Мощные импульсные CO2- лазеры и особенности их конструкции
- 8.1 Оптимизация параметров резонатора мощного импульсного CO2- лазера
- 6.3 Деградация и восстановление медных зеркал импульсного CO2- лазера
- 8.2 Экспериментальное исследование когерентного сложения излучения двух широкоапертурных импульсных СО2 - лазеров
- 2.3 Поглощение ИК - излучения в монокристаллах германия
- Методика экспериментов по исследованию результатов воздействия лазерного излучения на монокристаллы германия
- 5.5 Взаимодействие импульса CO2- лазера с радиационными дефектами в ЩГК
- Рогалин Владимир Ефимович. Стойкость материалов силовой оптики к воздействию мощных импульсов излучения CO2- лазеров. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Тверь - 2015, 2015
- 3.4 Особенности прохождения импульса излучения СО2 - лазера через плазму оптического пробоя воздуха.
- 1.4 Оптические свойства металлических зеркал для CO2- лазеров
- 1.3.1 Алмаз: оптические свойства и перспективы применения в CO2- лазерах
- Прохождение мощного лазерного импульса через монокристаллы германия