Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ЙОДАТА ЛИТИЯ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ЙОДАТА ЛИТИЯ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ЙОДАТА ЛИТИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в лазерной технике и нелинейной оптике при изготовлении генераторов второй гармоники лазерного излучения на основе монокристаллов иодата лития (α - LiIO3), а также в устройствах электроники и оптики. Сущность изобретения: обработку монокристаллов α - LiIO3 проводят путем γ-облучения до поглощенной дозы 20-25 кГр с последующим облучением светом интенсивностью 5 мВт/см2 в течение 150 мин в диапазоне длин волн 270-700 нм. Изобретение позволяет увеличить коэффициент преобразования (η) лазерного излучения в оптических элементах из монокристаллов α - LiIO3 и сократить длительность стадии их фотоотбеливания. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2090666
Класс(ы) патента: C30B33/04, C30B29/22
Номер заявки: 95112973/25
Дата подачи заявки: 20.07.1995
Дата публикации: 20.09.1997
Заявитель(и): Кемеровский государственный университет
Автор(ы): Иголинский А.В.; Головей А.Д.; Кречетов А.Г.; Сафонов Ю.Н.; Исаенко Л.И.
Патентообладатель(и): Кемеровский государственный университет
Описание изобретения: Изобретение относится к способам обработки элементов лазерной техники и нелинейной оптики и может быть использовано при изготовлении генераторов второй гармоники лазерного излучения на основе монокристаллов α - LiIO3, а также в устройствах акустоэлектроники и акустооптики.
Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки монокристаллов иодата лития (α - LiIO3), заключающийся в их γ-облучении до поглощенной дозы 180-720 Гр и последующем облучении монокристаллов ультрафиолетовым светом (фотоотбеливание) в диапазоне длин волн 270 300 нм с интенсивностью 4 5 мВт/см2 в течение 2,5 3 ч. Такая обработка монокристаллов a-LiIO3 приводит к просветлению в УФ и видимом диапазонах спектра на всю глубину кристалла.
Однако они имеют недостаточно высокий коэффициент преобразования (η) излучения во вторую гармонику, т.к. получаемая величина η обусловлена только "залечиванием" структурных дефектов исходного монокристалла. Кроме того, использование для фотоотбеливания только УФ-области спектра требует большого времени облучения кристаллов светом после g-облучения.
Задачей изобретения является увеличение коэффициента преобразования, h, лазерного излучения во вторую гармонику в оптических элементах из монокристаллов a - LiIO3 при одновременном сокращении длительности стадии фотоотбеливания.
Это позволит повысить качество генератора второй гармоники лазерного излучения и других элементов оптоэлектроники, изготавливаемых из данных монокристаллов.
Поставленная задача решается за счет того, что при обработке монокристаллов иодата лития путем γ-облучения и последующего облучения светом в диапазоне длин волн выше 270 нм с интенсивностью 5 мВт/см2 согласно изобретению g-облучение ведут до поглощенной дозы 20 -25 кГр и облучение светом проводят в течение 150 мин, а также облучение светом ведут в диапазоне длин волн 270 700 нм.
При g -облучении монокристаллов a - LiIO3 до поглощенной дозы 20 25 кГр появляются радиационно-наведенные дефекты с концентрацией до 2·1018 см-3, локализованные вблизи структурных искажений (дислокации, границы блоков и т. п. ) кристаллической решетки кристалла. Последующее фотоотбеливание светом в спектральном диапазоне 270 700 нм в течение 150 мин вызывает трансформацию этих дефектов, в результате чего исчезают полосы наведенного поглощения в области 350 1200 нм. Стадия фотоотбеливания, в отличие от прототипа, является обязательным технологическим приемом для решения поставленной задачи изобретения. Расширение спектрального диапазона световой обработки до 700 нм позволяет эффективно отбеливать второй гармонике Nd3+-лазеров, в результате чего время фотоотбеливания значительно сокращается.
В то же время трансформированные дефекты вызывают деформацию кристаллической решетки α - LiIO3 вследствие чего увеличивается анизотропия исходного материала. В результате этого изменяется показатель преломления кристалла для световых пучков со взаимно перпендикулярной поляризацией, что приводит к повышению коэффициента нелинейной восприимчивости, являющегося важнейшей, с точки зрения эффективности генерации второй гармоники, характеристикой кристалла. Следствием указанного является значительное увеличение η (до 2 раз), что приводит к соответствующему повышению энергии второй гармоники при постоянных параметрах лазерного излучения основной частоты, при одновременном сокращении времени фотоотбеливания в 5 раз.
При поглощенной дозе g-облучения менее 20 кГр максимальное значение h достигается только у единичных образцов. При поглощенной дозе 20 кГр максимальное значение h достигается у 80% оптических элементов из a - LiIO3.
Увеличение поглощенной дозы свыше 25 кГр неэффективно, так как не приводит к росту η. Расширение спектрального диапазона света, используемого для фотоотбеливания, свыше 700 нм также нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему снижению времени стадии световой обработки.
Способ осуществляется следующим образом: оптический элемент из монокристалла a - LiIO3 помещают в камеру установки PXM-γ-20 с изотопом 60Со и облучают γ -квантами до поглощенной дозы 20 25 кГр. После этого оптический элемент подвергают фотообесцвечиванию светом в диапазоне длин волн 270 700 нм от лампы ДКСэЛ 1000 с интенсивностью 5 мВт/см2 в течение 150 мин.
Контроль качества обработки проводят измерением энергий основной частоты и второй гармоники лазерного излучения с l = 1,06 мкм при плотности мощности 1,5 ГВт/см2.
Пример осуществления способа.
а) Оптические элементы, изготовленные из монокристалла α - LiIO3 выращенного методом изотермического испарения при температуре 315 К (pH 2,5), для использования в качестве генератора второй гармоники лазерного излучения λ = 1,06 мкм, в размерами 10х10х20 мм облучают в камере установки PXM-γ-20 излучением 60Со (поглощенная доза 20 кГр). После облучения кристалл отбеливают светом лампы ДКСэЛ 1000 в диапазоне спектра 270 700 нм с интенсивностью 5 мВт/см2 в течение 150 мин. Обработанный элемент устанавливают в положение углового синхронизма основной частоты и частоты второй гармоники лазерного излучения с λ = 1,06 мкм и определяют η при плотности мощности лазера 1,5 ГВт/см2. При данной поглощенной дозе и режиме фотоотбеливания максимальное значение h достигается для 80% исследованных элементов.
б) Исходные параметры оптических элементов, используемой аппаратуры и режим фотоотбеливания такие же, как в примере а). Поглощенная доза g - излечения 25 кГр. Максимальное значение h достигается у 100% элементов.
В таблице приведены результаты определения h при указанных параметрах лазерного излучения на оптических элементах из a - LiIO3 обработанных по технологическим приемам, указанным в примерах, но при различных дозах γ-излучения, спектральных диапазонах и времени фотоотбеливания.
Использование изобретения позволит обрабатывать монокристаллы a - LiIO3 до стадии изготовления оптических элементов.
Предлагаемый способ обработки позволяет увеличить η для генераторов второй гармоники из a - LiIO3 в 2 раза при снижении времени фотоотбеливания в 5 раз по сравнению с известным способом обработки [1]
Формула изобретения: 1. Способ обработки монокристаллов йодата лития, включающий гамма-облучение и последующее облучение светом в диапазоне длин волн более 270 нм интенсивностью 5 мВт/см2, отличающийся тем, что гамма-облучение ведут до поглощенной дозы 20 25 кГр, а облучение светом проводят в течение 150 мин.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что облучение светом ведут в диапазоне длин волн 270 700 нм.