Способориентации монокристаллов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬ СТВУ Союз СоветскихСоцналнстическииРеспублик 61) Дополнительное к авт, свид-ву22) Заявлено 23.05. 74 (21) 2033965/(51) М. Кл,и01 Й 2 Э/2 601 Й 21/4 с присоединением заявки Феоударстевниый коыитеВоевта Ииниотрое СССРоо делам изоорвтвнийа открытий(088.8 ) 46) Дата опубликования опнсанн Никогосян и Ю 2) Авторы нзобретени рошилов ститут спектроскопии АН СССРодский государственный университе,Заяви тел 54) СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ МО СТАЛЛОВ ковского метода ориентации споследовательных доворотах кдугам гониометрической головсоответствующих лауэграммнаправленйй кристаллографичкристалле, Для ориентации срног кристалла необходимо сндо .:лауэграмм,Известный способ ориентации являетсявесьма трудоемким и длительным, требует предварительной ренгеновской обработки соответствуюшего материала для съемки реперных лауэграмм, а также определенного навыка в работе. Другая трудность дан ного метода, заключается в том, что камеры для исследования монокристаллов методом Лауэ предназначены для микроскопических кристаллов, вследствие чего гсниометрические головки, на которых они 26 крепятся, не пригодны для монокристаллодлиною 10-50 мм и диаметром 10-30 мм.Кристаллы подобных размеров не позволяют производить необходимые довороты о дугам гониометрической головки, на М которой кристалл каким-то образом укрепостоит в рнсталла по ки и съемке для выявления еских осей в еднесимметричять от 10 и Изобретение относится к области рентгеноструктурного анализа и может быть применено в нелинейной оптике при изготовлении нелинейных элементов для удвоителей и смесителей частот, параметрических генераторов и преобразователей, а так .яже в оптоэлектронике при производстве дефлекторов и электрооптических модуляторов света,Известен способ ориентации монокристаллов с помощью ренгеновского метода Лауэ "на просвет", согласно которому ориентируемый кристалл закрепляют в гониометрической головке камеры Лауэ и просвечивают ренгеновским пучком, получаемым от ренгеновской трубки.На фотопластинке возникает дифракционная картина симметрии, соответствую- щая направлению распространения региеновского пучка в кристалле. Вследствие боль шого поглощения ренгеновских волн кристаллом единственно возможным методом получения диаграммы на просвет является съемка края ( уголка ) хорошо отполированного .монокристалла. Сущность репге -лен, з результате для выявления какого- либо элемента симметрии приходится много раз переклеивать кристалл, что аннули.рует предшествующий труд, Поэтому такая ориентация тем более трудоемка, чем5 крупнее кристалл,Бель изобретения заключается в том, чтобы уменьшить время ориентации нелинейных одноосных кристаллов.Поставленная цель достигается тем, что перед снятием лауэграммы кристалл ориентируют по направлению оптической оси,для чего через две параллельнь 1 е отполированные грани кристалла пропускают луч от, монохроматического источника света, например лазера, находит положение главной плоскости кристалла, определяют угол между направлением распространения обыкновенного луча и оптической осью кристалла и на полученный угол поворачивают кристалл в главной плоскости. После этогокристалл просвечивают ренгеновским пуч- ком по найденному направлению оптической оси и снимают лауэграмму (методом съемки фуголкаф), что позволяет окончательно ориентировать кристалл, т.е, определить направление других кристаллографических осей. Предлагаемый способ требует снятия одной, максимум двух лауэграмм, 30Предварительную лазерную ориентировку нелинейных одноосных монокристаллов осушествляют следуюцшм образом.Ориентируемый кристалл с двумя полированными гранами, расстояние 1 между которыми известно, закрепляется и гониометрической головке ренгеновской камеры Пауэ. На одну из граней кристалла нормально к ней направляется сфокусированный при помощи линзы луч Не-Ме лазера (или любо го, другого генерирующего в видимом диаиа зоне и попадающего по частоте в полосу прозрачности кристалла). Для достпжс; ия необхо- димой точности ориентации лазер работает в режиме основной поперечной моды, конфокальный параметр сфокусированного лазерного пучка намного превышает линей ные размеры кристалла, Плоскость поляризации лазерного луча вертикальна. Йследствие большого двулучепреломления нели- И нейных кристаллов луч лазера, проходя через кристалл, разделяетса на два луча с противоположной поляризацией - обыкновенный луч и необыкновенный луч. При помощи микроскопа, сфокусированного на вы хопную грань криста 1 и 1 а, измеряется рас 1 СФстояние Ь между пятнышкам, соответствуюни 1.,1 и обыкновенному и ы обыкновенномулу ям. При этом;ля умсньшения яркостии с фажения иг нс нк ъ ьтся ослабляюшиефильтры, помещаемые за окуляром микроскопа, При вращении кристалла вокруг направления падения лазерного луча на выходную грань кристалла пятнышко, соответствующее необыкновенному лучу ( 6 ),описывает окружность вокруг пятнь 1 шка,соответствующего лучу обыкновенному (О)так что их легко отличить друг от друга.При некоторых углах поворота одно из,пятнышек будет исчезать. Плоскость вкристалле, в которой расаоаагаются лучи"ои шеф, носит название главной плоскости, вэтой же плоскости лежит оптическая оськрйсталла,Исчезновение одного из пятнышек привращении кристалла происходит при совпадении плоскости поляризации лазеоного пучас главной плоскостью кристалла либо с перпендикулярной ей плоскостью . Поворотамиориентируемого монокристалла по дугам гониометрической головки находится такое его,положение при котором исчезает пятнышконеобыкновенного луче этот момент соответствует совпадению главной плоскости кристалла с горизонтальной. Затем вычисляется, угол , составляемый оптической осью собыкновенным лучом по формуле О - расстояние между пятнами, соответми обыкновенному и необыкновенам на выходной грани кристелла;1 - расстояние между двумя параллельполированными гранями;е-отношение квадратов полуосей эллийсопоказателей преломления на длине воллазерного излучения. Двузначность свяствующи ному луч ны м 3 А п зана с тем фактом, что одному и тому жеуглу двулучеареломлениа соответствуют дваразных направления в кристалле. Ориентируемый кристалл поворачивают на угол 91в главной плоскости и снимают лауэграммуметодом съемки уголка". Полученная дифракционная картина либо соответствует осивысшего порядка кристалла, либо, в противном случае, кристалл устанавливают вдольвторого возможного направления оптическойоси и снова снимают лауэграмму, По дифракционной картине соответствуюшей осисимметрии кристалла легко определяют искомые величины,Таким образом предлагаемый способориентации нелинейных одноосных монокристаллов требует снятия максимум двухлауэграмм, что позволяет сушествепносократить время ориентации,Рассмотрим вывод формулы для угла 8между оптической осью и направлением(хд) й ъо м о 056 еполучаем уравнение касательом виде( ЦМ = О,одставиой в;н л Оугла наклона касател пределим произвольнуюХ( х,7.)ф (х,з) айдем тангес оси Х, т.е. о х А Де) =й 40 ЙАСдр соя 9 Легк поло показать,тельного одит к формуто тангес угла накл равен тангесу ятого с обратным( В), аком, т.е. н нить в Ормулы легко объ леевеобразая, чтоо 1 г 9ования, прй фбчатал ьн пишем о Производим очевидуыеэтом обозначим -"= Ав(гВ Чр 9 асс 1 1 1,2.Ю 2 5распросррйнення луча о для случая Отри цательюго одноосного кристалла (фиг. 1 ЦКак уже отмечалось выше, луч шеф есть нормаль к касательной эллипсоида показателей преломления, проведенной из точки пересечения луча 1 о" с эллипсоидом, Пусть, уравнение, описывающее эллипсоид, задано в неявном виде, т, е. Г ( ,Ъ ) =О. Напишем уравнение для касательнойк эллипсоиду, проведенной через точку М с координата а ми )мвм х м( м ъм( м то расчет для случаядноосного кристалла (фиг, 2) еТирвж 1029 венного комитетапо делам изобретени5, Москва, Ж-Э 5, Р ПодписноеСовета Министров СССРй:и открытийаушская наб., д. 4/5 5Уформула иэобретения Способ ориентации монокристаллов с помоиью рейгановского метода Лауе фна про" светф, о т л и ч а ю щ и й с а тем, что, с налью уменьшения времени ориенте ции нелинейных одноосных мднокасталлов, перед снятием лауеграммы кристалл ориен 1 8тируют по направлению оптической оси, для чего через кристалл пропускают лазерный луч, находят положение главной плоскости кристалла, определяют угол между налравлением распространения обыкновенного луча и оптической осью кристалла и п,ворачиват кристалл в главной плоскости на укаэанный угол. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная