Способ определения оптической однородности в кристаллах
Как показано в предыдущих разделах работы, при использовании лазерного излучения в результате воздействия мощного лазерного импульса (при плотности мощности IO6 ~ IO7Вт/см2) в объёме кристаллов могут возникать полости, являющиеся следствием оптического пробоя поглощающих микронеоднородностей.
Их объёмная плотность может достигать значений ~ IO5см'3. В случае, когда вещество обладает высокой механической прочностью, полости не возникают, однако наблюдаются участки со значительными полями остаточных внутренних напряжений и, как следствие, локальными искажениями коэффициента преломления, что приводит к рассеянию лазерного излучения. Анализируя полученные с помощью тепловизионных камер изображения можно производить оценку размеров дефектов, их положение в объеме образца, а также количество.На рисунке 5.12 приведена разработанная нами блок-схема установки для выявления поглощающих микронеоднородностей в оптических кристаллах.
Заготовка оптической детали (1) освещалась излучением импульснопериодического волноводного CO2- лазера (2) со средней мощностью до 1 Вт, разработанного и изготовленного в ООО «Специальные технологии». Конструкция лазера позволяет перестраивать длительность импульса в диапазоне 30 - 300 мкс и частоту их повторения в диапазоне 10 - 300 Гц. Управление параметрами выходного излучения осуществляется по специально созданной программе с помощью компьютера. Контроль параметров лазерного излучения осуществлялся с помощью фотоприёмника (3). Измерение средней мощности лазера проводилось прибором Ophir Nova II (4). Часть излучения на эти приборы отводилась клином из монокристалла хлорида натрия (NaCl) (5). Сигналы с приёмников регистрировались осциллографом (6). Излучение, прошедшее через исследуемый кристалл, рассеянное и переизлучённое оптическими неоднородностями, после ослабления фильтром (7) регистрировалось тепловизионным прибором (8).
Дополнительный контроль качества материала реализован при исследовании вторым тепловизионным прибором (9), который расположен под углом 90° к оптической оси. Размеры выявленных в результате воздействия лазерного излучения поглощающих включений заметно меньше 1 мкм.
Рисунок 5.12 - Блок-схема установки для выявления поглощающих микронеоднородностей в оптических кристаллах; 1 - заготовка оптической детали, 2 - лазер, 3 - фотоприёмник, 4 - измеритель мощности Ophir Nova II, 5 - клин из NaCl, 6 - осциллограф, 7 - фильтр-ослабитель, 8, 9 тепловизионный прибор «FLIR Т250»
Рисунок 5.13 - Тепловизионное изображение образца германия. Параметры лазерного излучения: частота повторения 300 Гц, длительность импульса 100 мкс, средняя мощность 550 мВт
На рисунке 5.13 приведено полученное таким образом тепловизионное изображение образца монокристаллического Ge и - типа с удельным сопротивлением р = 23-30 Om?cm,имеющего размеры ~ 41,2 (высота) ? 30,8 (ширина) ? 13,0 (толщина). В образце в исходном состоянии при выключенном лазере не наблюдались какие-либо дефекты, разрешаемые тепловизором. После включения лазера наглядно различаются отдельные горячие точки, очевидно вызванные поглощением и рассеянием излучения на поглощающих включениях.
5.8
Еще по теме Способ определения оптической однородности в кристаллах:
- 2.2.3.4. Определение оптической однородности германия в инфракрасной области спектра интерферометрическим способом3
- Дефекты структуры и оптические аномалии в кристаллах парателлурита и германия
- Глава 4. Исследования оптических и тепловых характеристик кристаллов германия
- 1.5. Основные характеристики и области применения оптических кристаллов германия и парателлурита
- Оптические свойства одноосных кристаллов парателлурита, ииобата лития и SBN, как объектов для исследований методом коноскопии
- 304. Однородные и неоднородные определения 304.1. Однородные определения
- Определение ориентации кристаллов
- 2.1. Расчет истинной скорости роста кристалла способом Чохральского
- Определение направленного пропускания в кристаллах германия[6]
- Выращивание кристаллов парателлурита способом Чохральского
- 3.2 Особенности возникновения плазменного образования вблизи поверхности оптических материалов и его взаимосвязь с их реальной оптической стойкостью