Способ контроля качества кристаллов

(.:2) 3)51 лс)о 04.07,75 (.".1) 2152371, 2-" ПпсовдИНСНИЕМ Заяинп ,г,с Государственный комите Совета Министров СССР(53) УЗК 020.183(088.8) публиковано 15.02.77. Б. летень Ъ 6 оо лелатл нзобретенн открытий убликоваппя описания 30.03.7 ата о 72) Авторы изобретсне Дранов, Л, А. Лового Кр электро,й),. А. К итвино чигип, В. С. Коневскиии Э. А. Черниканамени институт радиоУраинсксй ССР Заявитель рдена Т асного 3 ники Ат 1 зики) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КРИСТАЛЛОВ 1-1 сдсста. Окь том, тс посвоз:,:с;.:.; с о;крста,лсз Саклю шется ср, . и ам ПР 1)ГОД)ССТП хара 151..с) пс ас" )с.1;апо с ЕПКИ ,птель- оставалла в нитноо сум- ГПСЛЯЕЛ 1 ССТВЕП 1:Оп :зводят дспсл; и спектра на .".на;и 1."ст1 лс)т т; д 1 аг ве 1 онсталлаитра 3 ПО, выч ОЛУ СГПЯ КС сталлсв про 1 Я ИС)а.:Е)1 дах 11 сргде5 ГЬ ЛПНй, ПОЯГНВШИХСЯследствие нарушеня од кристаллической струк спектре в орсдност ры; лнительны; пиков г Изобретение относится к области исследования структуры материалов и моокет сыть использовано в электронной прсмышленпости Например, при отборе кристаллов для оптических квантовых геператоров ),ОКГ) п 1 вантовых парамагнитны: усилителей.Известны способы контроля качества кристаллов, при этом кристалл помещают в сптиескнй резонатор, Ослучают его возсуокдас щим излъченис и измеря 10 т акГизные Гснерационные характеристики (выходную мощность, пороговую энергию накачки, КПД и т. г,.).Недостатками этих способов является:есбходимость предварительной Осрасотки кристалла и трудоемкость измерений. Наиболее близким техническим решением является способ контроля качества кристалла путем помещения его в высокочастотное электромагнитное поле с одновременным наложене- ем внешнего постоянного магнитного поля, причем кристалл ориентируют так, что главная оптическая ось совпадает с направлением постоянного магнитного поля (нулевая ориентация). По линиям в спектре электронного парамагпитного резонанса (ЭПР), появившимся в участках кристалла, последовательно экранируемых от внешнего магнитного поля, судят о неравномерности распределения дефектов структуры по кристаллу, по которой определяот блсшссть ко;щсптраццю примеси и сте сстаточьх :прягкен;Й. С ие."ью и 10 1 ачесть к 11 ныс и=мерси) 1;ИХСЯ Г.ЕРЕХ ар г) Е М а Г 1 с пс га ме искалсп)1 мой по ферму./О 2 50 Составитель В. ФетинаТехред Е. Жаворонкова Редактор Л. Попова Корректор О. Тюрина Заказ 427/18 Изд. М 192 Тираж 1054 Подписное ЦНИИПИ Государственного кок 1 итста Совета Министров СССР по делам изобрстсп 1 п и открыти 11 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типографии, пр. Сапунова, 2 т - число участков кристалла, в которых производят измерения;1 - ЧИСЛО ПЕРЕХОДОВ;1 - интенсивность линий от неэкранируемой части кристалла,Исследуемый кристалл помещают в короткозамкнутый волновод, являющийся согласованной нагрузкой резонатора, снаружи которого расположена перемещаемая ферромагнитная обойма. (ристалл ориентируют таким образом, что его главная ось совпадает с направлением внешнего магнитного поля. Исследуемую часть кристалла экранируют, при этом в кристалле создают высокочастотное поле, Резонансное поглощение в кристалле нарушает согласование системы резонатор - стержень, что приводит к изменению коэффициента отражения. Последнее фиксируется как сигнал 1 ЭПР).Измерение спектров ЭПР осуществляют в нулевой ориентации в каждом участке кристалла, последовательно экранируеыом От внешнего магнитного поля при ориентации главной оптической оси вдоль направления магнитного поля. Затем кристалл ориентируют относительно внешнего магнитного поля в другие магнитные оси и искажение спектра ЭПР измеряют таким же образом на всех оставшихся переходах. Для каждого перехода записывают две линии ЭПР, отличающееся интенсивностью (меньшая по интенсивности линия относится к измеряемому частку кристалла). При наличии дефектов в крисгаллической структуре линни ЭПР расщепляются на две или несколько компонент в зависимости от степени искажения кристаллической структуры.Сущность способа поясняется на примере рубинового стержня диаметром 8 мм и длиной оОм, имеющего концентрацию трехваленг 1.О го хрома 0,03 вес.%, который помещают в измерительный короткозамкнутый волновод видеорадиоспектрометра с рабочей частотой 9380 Мгц. Исследуемый стержень вращаот до тех пор, пока главная оптическая ось С пе совпадает с направлением внешнего постоянного магнитного поля 1/о, о чем судят по смещению линий ЭПР на экране осциллографа, при этом угол О между осью С и направлением магнитного поля равен О. Записав спектры ЭПР на переходах 3/2 - /2 и 1/2-э 3/2, стержень поворачивают вокруг оси на 90 и записывают спектры ЭПР на переходах/23/2 и1/2 - 3/2. (Обозначение переходов по Шульц -Д 10 бмч)(Оли 1 ествецную характеристику искаженийрассчитывают по выше приведенной формуле.Прп 1 з 0,4 стержни признают годными дляиспользования в О(Г.При )0,4 стержни для использования вО)(Г не годятся.10 Цифровой критерий годности кристаллов дляО)(Г определен экспериментально.Описываемый способ обеспечивает количественную оценку качества кристаллов, что сокращает продолжительность отбора кристал лов для оптических квантовых генераторов ипозволяет снизить затраты на изготовлениепартии рабочих тел генераторов. Способ контроля качества кристаллов путем помещения их в постоянное магнитное поле в нулевой ориентации н измерения искажений спектра электронного парамагнитного 25 резонанса на переходах в участках кристалла,последовательно экранируемых от магнитного поля, отл ич а ющи й ся тем, что, с цель 1 о получения количествейной оценки, производят дополнительные измерения искажений спектра 30 на оставшихся переходах при ориентации кристалла в другие магнитные оси относительно маг 1 итного поля и судят о качестве кристалла по сумме пскаакений линий спектра ЭПР, вычисляемой по формуле35 сумма искажений линий спектраЭПР;интенсивность линий, появившихсяв спектре нарушения однородностикристаллической структуры;число дополнительных пиков;число участков кристалла, в которых производят измерения;число переходов;интенсивность линий от нсэкранируемой части кристалла,