415627

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз .оветскихСоциалистицескихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваМ, Кл, С 02 Ь 518 явлено 22,10,1971 ( 170769018-1 оединением заявкиио и осударотвенныи комит Совета Министров ССС по делам изобретенийи открытий 535.4.42 (088. Опубликовано 15,11.1974. Бюллетеь6 Дата опубликования описания 27 Т 1.1974 авторыизобретения ф. Дудник, М. И. Елинсон, В. Б ченко и Н. А, Мороз Заявител нститут радиотехники и электроники АН ССС ОСОБ ПОЛУ 1 ЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ДИФРА 1(ЦИОННО РЕШ ЕТ 1(ИНастоящее изооретение относится к оптикомеханической промышленности и может быть использовано для изготовления оптических дифракциопных решеток.Известны дифракционные решетки и способы их реализации путем выращивания кристалла, вырезания из него пластины, полировки поверхности последней и созданя в пей пространственно-периодического распределения показателя преломления под воздействием ультразвуковых волн, получаемых с помощью внешних источников.С целью поляризации дифрагпрованного света создание переменного показдтеля преломления осуцествляют в крпстдллизующсйся среде из составов тройной спстсмы Ва,Я,СаЮО 6, удовлетворяющий следующей системе неравенств:015 х08015 у 0804 (х+у(1причем в процессе выращивания кристалла измеяют периодически параметр, влияющий на состав кристалла, например температуру.На фиг. 1 - 3 поясняется способ получения объемной дифракционной решетки.На фиг. 1 представлена диаграмма состояния системы переменного состава при выращивании кристаллов, из которой возможно получение периодического изменения сост;на кристГлг; п фпг. 2 - графики здвиспмостсй показ 1 тсзс прслоълспп 51 крист 1 ллов От состава; нд фпг. 2, и - для изотроппого кристдлла; фпг. 2, б -- лля днпзотрошого кристалла, в котором гг, не зависит от состава, а пе сплы 10 нзмен 51 стся с сОством кристалла на фнг. 3 - периодическое изменение показателя преломления в кристалле.Спосоо получения дпфракппонной решеткинсск О.ько этд нов: пол чен нс мои О- крпстдллд с псрполнчсскп мсяющпмся показателем преломления, пзгоовлсппс пз нсг 0 опрсделсншм Обр;зом дриегпров;пног 0 Лнфрдкцпонн 010 этсменГд и Обрд 00 1 ку эОГО ЭЛСМСН.,ЧВД ПОСЛСЛИХ ЭД ДПД ПР;КПгц СКП одинаковы прп рдзлпппых пугях осуцссвления сгОсоб 1; псрвы этап - ГОлУчснис кристалла -- пропзвелен песколькпмп и, 5 мн.1(ристдлл выращивают из раствора плп расплава, например, по методу Г 10 хральского, и р и ч е л в ь 1 р 1 1 ц и в д н и с п 11 О н 3 110 л и т с 51 в т с и л 0- вом поле с периодическим из.5 епеппс 1 условий роста, влияющих пд состав кристалла, например Смпсрдтуры.Способ применим к спстсмдм, диаграмма состояния которых в облдстп составов, нз которых производися выращивание, имеет впч, пзображенньй на фиг. 1, т. е. и плдвящпмсянскоигруэнтно, и показатель преломления которых зяшсит от состава,Такими системами могут бь 1 ть твердые бинарные и более сложные растворы, системы с при 1 ес 11 ми, исстехиомсричные сое 11 инегия вдали от области эксреяума плавлеИия и т. п.Один из приемов получсшя периоди еского изменения состава - выращивание кристалла в тепловом поле с радиальным и вертггкальным грядисПом температуры. Тогда при врягцении кристалла точка на поверхности раздела кристалл - расплав будет за один оборот проходить через области с наиболее нзко Т, и наиболее высокои Т, температурой. Состав кристалла, образующегося в этих областях, будет соответственно х; и х 1, а показатели преломления соответственно ггз и и, для изотропного кристалла. При скорости вращения г и скорости вытягивания о точка на границе раздела расплав - кристалл будет попадать в совершенно одинаковые температурные условия (при хорошей стабилизации температуры) через каждый оборот; по длине кристалла это соответствует расстоянию ов, В пределах этого расстояния показатель преломления будет меняться от гг до гг; если точки с температурой Т, и Т диаметрально противоположны, то изменение показателя преломления по длине кристалла близко к синусоидальному (фиг. 3), Варьируя о, со и ЛТ, а также угловое расстояние мекду точками с разной температурой, можно получить различное распределение показагеля преломления по длине кристалла, Кристалл вытягивается со скоростью о (которая будет своей для кристаллов разного типа) до тех пор, пока его длгша не превзойдет размер необходимого дифрякционного элемента. Диаметр выращиваемого кристалла подбирается также в зависимости от желаемых размеров дифракционного элемента, Другой прием получения периодического изменения показателя преломления - выращивание кристалла в поле с периодически меняющейся (например, за счет изменены мощности нагрева) температурой. Кристалл при этом можно вращать или не вращать. Можно менять периодически и другие параметры роста кристалла, например, состав расплава путем периодического добавления какого-либо компонента, скорости вращения и вытягивания кристалла; мокно производить вырацивание во внешнем периодически меняющемся поле (например, ультразвуковом) и т. д.Из кристалла с периодически меняощимся по его длине показателем преломления изготовляют дпфракционный элемент. Эту операцию проводят, например, путем вырезания из кристалла прямоугольной пл;стинкн, одна из осей которой параллельна оси роста кристалла и совпадает с направлением гзменения показателя преломления. Ту же операцию можно проводить путем сошлифовывания кристалла до размеров, отвечающих нужному ди 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фракционному элементу. Толщина элемента в направлении распространения светового луча определяется в зависимости от заданных характеристик дифракционной решетки.Заключительная стадия изготовления дифракционной решетки - обработка дифракционного элемента путем шлифовки и полировки до получения оптического качества поверхности не ниже 12 класса. Целесообразно, чтобы стороны пластинки, перпендикулярные направлению светового луча, были параллельны с точностью 10".Обработанный таким образом элемент представляет собой об ьемную дифракционную решетку. Используя анизотропный кристалл, у которого только один из показазелей преломления меняется с составом, таким же способом можно получить обьемную днфракционную решетку только для одного направления поляризации светового луча, т. е. придать дифракционной решетке поляризационные свойства,Далее приводятся примеры выполнения изобретения, служащие лишь для иллюстрации и не ограничивающие область изобретения.П р и м е р 1. Для твердых растворов одноосных кристаллов (Варяг) МЬО, зависимость показателей преломления и, и и, от состава имеет вид, показанный на фиг. 2, б. Для получения решетки с периодом 25 мк смешивают 19,38 г ВаСОз, 43,49 г ЬгСОз, 104,40 г 11 ЬзОз, смесь растирают, помещают в платиновый или иридиевый тигель, нагревают до температуры плавления (около 1500 С), создают в тигле радиальный градиент температуры 0,3 - 0,5%м и вытягивают кристалл со скоростью 9 мм/час при скорости вращения ь = 10 об/мин. Из полученного кристалла вырезают вдоль оси роста пластинку толщиной 0,4 мм, которую подвергают оптической обработке до 13 класса чистоты поверхности. При окончательной толщине пластинки 0,2 мм угол отклонения необыкновенного луча равен с 2, обыкновенный луч пластинкой не отклоняется.П р и м е р 2. Смесь получают и нагревают, как в примере 1; в расплаве путем периодического изменения мощности нагрева создают колебания температуры около 0,5 с периодичностью 10 гц. Создают вертикальный градиент вблизи расплава около 60%м и вытягивают кристалл со скоростью 9 мм/час без вращения, Из кристалла вырезают пластинку с осью удлинения вдоль оси роста кристалла, шлифуют и полируют пластинку до 13 класса чистоты поверхности и степени параллельности сторон, перпендикулярных световому лучу, не хуже 10". Полученная дифракционная решетка имеет период 25 мк и обладает большой однородностью по длине. Предмет изобретенияСпособ получения обьемной дифракционной решетки путем создания в материале за.41562/ 015 х 08 015у 08 04 к+у 1 ь,1 / 7 Г, Х Составитель Ю, Куниндактор Л. Цветкова Техрсд 3. Тараненко корректор 3. Тарасо Тираж 537итета Совета Министровеиий и открытийшская наб., д. 4,5 Изд.1276 Государственного ко по делам изобре Москва, Ж.,15, РаЗаказ 1409/11Ц 1.1 ИИП одписно р. Сапунова, 2 Типография готовки переменного по периодическому закону показателя преломления, по крайней мере вдоль одной координаты, о т л и ч а 1 о щ и й с я тем, что, с целью поляризации дифрагировацного света, создание переменного показателя преломления осуществляют в кристаллизующейся сре;е пз составов т 1 эойной с 1 сте,1 ь В аког, Сан 1 чЬ,.Ов, удовлетворяющий следующей системе неравенств: причем в процессе выращивания кристалла изменяют периодически параметр, влияющий на состав кристалла, например температуру.