Способ обработки монокристаллов гранатов

(5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К 12 Бюа. У имов, В.И.Же Т. М. Мурина, . А. Федоров 592 (088, 8) И. и др. Нел ощение в кр в,неино ст алл 5,ОНОКРИСТАЛЛ энергии от 5 Дж/ е превышающей по брете относится к обраб ов и может быть и антовой электрони ке монокрист пользовано в оптическом п е строении при и х элементов ла о- ров товлении оптичес ния является улу йств монокристал Целью изобрете оптических с азе оикост повышение е ла му излучению. Способ осуще ом. вляют следукщи отдельейстГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИГРАНАТОВ рДиэлектрический кристапл со структурой граната (УзА 1.г 0,2-Ег ) подвергают отжигу при 300-400 С в течение 4-5 ч, после чего осуществляют полировку по крайней мере одной поверхности кристалла, перпендикулярно которой воздействуют излучением твердотельного лазера с длиной волны в области спектральной прозрачности крис-г талла, длительностью излучения 10, -(57) Изобретение относится к электро ной технике и позволяет улучшить оптические свойства монокристапла, повысить его стойкость к лазерному излучению. Способ включает отжиг моно- кристаллов гранатов при 300-400 С в течение 4-5 ч и последующее облучение импульсным лазером с длиной волны в области прозрачности монокристалла при плотности энергии 5-8 ф ю 10 Дж/см, После обработки коэффи 2циента поглощения монокристаллов на длине волны 1,06 и 2,94 мкм уменьшается в 2-2,5 раза.табл. 0с и плотностью"Тез 1 а". затем полируют одну сторонукристалла порошками М 40, 20, 10,АСМ 3/2, 1/О и осуществляют лазерноеоблучение излучением твердотельноголазера с активным элементом алюмоиттриевого граната, легированного эрбием (УАС-Ег ), длительностью 1010 с и плотностью энергии 5-10 Дж//см . Так как твердотельные лазеры. имеют ярко выраженную пичковую структуру излучения с длительностьюного пичка 0,1-0,5 мкс, то воздвие такого излучения на кристапл приводит к разогреву локальных частицдо высоких температур (порядка 10003000 С), так как возникаетнелинейноепоглощение частиц, что соответствен 1638221 4но приводит к увеличению коэффициента объемного поглощения, то есть кухудшению оптических свойств кристалла.5Использование для термообработкикристалла лазерного излучения с длительностью 1-10 м/с позволяет поддерживать температуру л 1000-3000 С втечение. времени действия импульса ла,зерного излучения, достаточного, чтобы локальный дефект перешел в новое кристаллическое состояние, которое характеризуется меньшимилокальнымн коэффициентами объемного поглощения и рассеяния, что приводит к улучшению оптических свойств кристаллов.Обрабатывают предлагаемым способомнесколько образцов. Отжиг проводят сцелью улучшения качества поверхностикристалла. Статистика показала, чтотемпературный параметр отжига дпявсех исследуемых кристаллов лежал винтервале 300-400 С, а временной -.4-5 ч. Снижение температуры ниже 25300 С не приводит к положительномуэффекту. Проведение отжига с темпера.турой более 400 С нецелесообразно,из-з а сложности высокотемпературныхпечей, Проведение отжига при температуре порядка 1000 С и более приводитк выпаданию фазы УА 10 э и т.д., кдиффузии атомов, что в свою очередьприводит к образованию точечных дефектов типа Г-центров, 0-вакансий ит.д,Длительность импульса лазерногоизлучения, которым проводят обработ -ку, равна 10 -1 О с и определяетсяэкспериментально, 40Уменьшение длительности импульсаприводит к тому, что времени для перехода частицы в новое кристаллическоесостояние становится недостаточно,то есть она находится при высокой 45температуре мало времени.Увеличение длительности, импульса приводит к уменьшению энергии вотдельном "пичке" лазерного импульсаи данной энергии становится недостаточно для локального разогрева частицы до высоких температур, необходимыхдля ее перевода в новое кристаллическое состояние.Плотность энергии меньше 5 Дж/см55не приводит к положительному эффектупри лазерной обработке, так как не135 Формула изобретения Способ обработки монокристаллов гранатов, включающий полировку поверхностей кристалла и облучение его импульсным лазерным излучением с длиной волны в области прозрачности монокристапла при плотности энергии, не превышающей порога разрушения кристалла, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения оптических свойств моно- кристалла и повышения его стойкости к лазерному излучению, перед облучением его отжигают при 300-400 С в течение 4-5 ч, а облучение ведут при плотности энергии (5-810 Дж/см),хватает энергии для разогрева локальных частиц, Верхняя граница определя -ется порогом разрушения оптическогоматериала. Для данного кристалла онаранна 1 О Дж/смэ яКонтроль качества исследуемогокристалла проводили по измерению коэффициента поглощения (К) до и послеобработки.Измерение О проводили с использованием: УАС - Ма -лазера с=1 О сЪ+ л у=2 10 с (9=2,94 мкм),В таблице приведены результатыизмерения коэффициента поглощения монокристаллов, обработанных при различных режимахИзмерения показали, что величинаВМ после лазерной обработки уменьшаетсяв 2-2,5 раза. Использование предлагаемого способа обработки диэлектрических кристаллов со структурой грана- .та имеет следущцие преимущества: позволяет снизить локальные коэффициентыпоглощения, что приводит к улучшениюоптических свойств кристалла, наприМер светопропускания; повышает стойкость кристалла к разрушению его лазерным излучением за счет изменениякристаллического состояния субмикронных частиц в кристалле, так как разрушение кристаллов в основном происходит на примесных частицах субмикронного размера; позволяет повыситькачество диэлектрических кристаллов,надежность их в работе и эксплуатационные свойства при работе в составе лазерных устройств с высокой плотностью энергии.1638221 Длит ельность им Плотность Время отжиТемпера,тура отжига, С э нер гии,Дж/см300-400 4-5 Р азрушениемонокрист алла Составитель В.БезбородоваТехред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб Редактор А,Маковская Заказ 904 Тираж 268 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300-400 300"400 300-400 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4 - 5 4 - 5 4-5 4-5 4-5 4-5 4 - 5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 4-5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 1 О 1 О 8108 10 81 О 8 10 810 810 Ко э ффициент поглощения 0( см (Я= =1,06 мкм) Коэффициент поглощения Ы ,см (3=