CS198027B1 - Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu - Google Patents
Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu Download PDFInfo
- Publication number
- CS198027B1 CS198027B1 CS617578A CS617578A CS198027B1 CS 198027 B1 CS198027 B1 CS 198027B1 CS 617578 A CS617578 A CS 617578A CS 617578 A CS617578 A CS 617578A CS 198027 B1 CS198027 B1 CS 198027B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- axis
- corundum
- growth axis
- growth
- monocrystals
- Prior art date
Links
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 6
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 6
- 241000220324 Pyrus Species 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000021017 pears Nutrition 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu, zejména orientace geometrické osy optického dílu v korundové surovině při jejioh řezání a výrobě.
Mohokrystaly korundu se v současné době zpracovávají na eeléu řadu optiekýoh dílů· Nejvýznačnějším představitelem těohto výrobků jsou laserové tyčinky z rubínu· S výjimkou zoela jednoduchých optiekýoh dílů, jako jsou průhledítka a okénka například k detektorům infračerveného záření, vyžaduje se vedle dostatečné Sirosti i vysoká optioká stejnorodost použitých korundových monokrystalů, podmiňující přesný přenos obrazu tj. optioká informace. Typickým představitelem těohto výrobků jsou již zmíněné rubínové i
rezonátořové tyče, kde při použití elelctrooptiokýoh uzávěrek v rubínovém laseru, nebo pro tak náročné použití jako jo například holografie, musí mít laserové tySe mimořádně vysokou optickou stejnorodost. Korund s vysokou optickou stejnorodostí se v současné době připravuje převážně pěstováním Ozoohralsklho metodou, zatímoo starší Yerneuilovou metodou připravený korund (rubín) se vyznačuje měnícím se obsahem příměsí (iontů ohromu) v průřezu krystalu, eož způsobuje kolísání indexu lomu a déle mozaikovitostí, kde na hranicích mozaikových bloků dobhází k náhlé změně dvojlomu. Zejména poslední závadu nelze u. korundu pěstovaného Yerneuilovou metodou odstranit a vyloučit, eož omezuje jeho
198 027
198 027 použitelnost, přesto, že krystaly jsou bez oizíóh příměsí a částlo, které ▼ monokrystalech pěstovaných kelímkovými metodami mohou pocházet především z kelímkového materiálu.
Protože Ozoohralskiho metoda, jíž se optioky stejnorodé krystaly pěstují, je ekonomioky a technologicky náročnější, jevilo se účelným nalézt takový způsob přípravy optioky jakostníoh dílů z monokrystalů korundu, který by umožnil pro výše uvedená speciální použití využít i krystalové suroviny pěstované levnější metodou Verneuilovou.
Cíle bylo dosaženo tímto vynálezem způsobu přípravy optioky jakostníoh dílů z monokrystalů korundu pěstovaných z taveniny, řezáním z korundové suroviny, jehož podstata spočívá v tom, že řez se orientuje tak, aby geometrická osa optického dílu ležela v rovině rovnoběžné a růstovou osou monokrystalu a kolmé k rovině, určené růstovou osou a 'krystalografickou osou £, přičemž svírá s růstovou osou úhel « « až 8° a s krystalografickými rovinami druhořadého hranolu |l12új úhel /3- 5° až 10°.
V dalším je podstata vynálezu, tj. orientace geometrlohé osy optického dílu v monokrystalioké surovině - hruěoe, blíže vyložena s použitím připojeného výkresu. Na obrázku je zakreslena korundová hruška 2 o vyznačena její růstová osa r. Současně je vyznačena krystalografická osa o monokrystalioké hrušky a pro názornost je zakreslena poloha druhořadého hranolu {n2oj 2 . Dále je zakreslena rovina O proložená růstovou osou r a krys_ talografiokou osou o a na ni kolmo rovina P. Je dále nakreslena poloha geometrické osy £ optického dílu, ležíoí v rovině p ukloněné od růstové osy r o úhel a o velikosti alespoň 3° a od ploohy druhořadého hranolu {i 2 o úhel β o velikosti alespoň 5°.
Geometrická osa £ optického dílu Je vesměs totožná a osou světelného svazku v optickém dílu při jeho použití, Uakroskoploké strukturní poruohy (mozaika) vznikají na rozhra* ní mezi zárodkem a krystalem a šíří se vždy přibližně kolmo na fázové rozhraní při růstu krystalu, tj. u strukturně defektníoh krystalů rovnoběžně s růstovou osou r. Zvětšování úhlů mezi týmiž krystalografickými osami sousedníoh mozaikových bloků a zvětšování hustoty těohto bloků je způsobeno především skluzem v rovináóh odpovídajících druhořadému hranolu {ll2o} . V praxi to znamená, že největší hodnoty nežádoucího anomálního, tj. místo oA místa se měnícího dvojlomu lze pozorovat při průohodu světla ve směru růstové osy r nebo ve směreóh rovnoběžných s plochami druhořadého hranolu , kdy daný paprsek prochází jen určitým mozaikovým blokem eventuálně podél skluzovýoh linií se stejným smyslem deformace,.Při průchodu světla jinými směry kříží všechny jeho paprsky hranice mozaikových bloků 1 skluzové linie, takže vlastnosti každého paprsku jsou určeny různými typy poruoh a proto se od vlastností sousedních paprsků Uší jen minimálně. Zároveň vlivem zvětšení úhlu dopadu světla na hranice poruoh oddšlujíoí optioky odlišné ěásti krystalu se výrazně potlačí odraz světla na těohto hranicích, který jinak dále podstatně zhoršuje homogenitu proeházejíoího světelného svazku.
Za shora uvedených podmínek výsledný svazek světla je proto relativně homogenní. Způsob výběru podle vynálezu zároveň umožňuje zmenšit divergenci svazku, protože při obvyklém, podle osy růstu souměrném rozložení příměsí v průřezu krystalu, jejichž konoentraoe ovlivňují index lomu, je souěet iontů příměsí podél stopy každého paprsku přibližně stejný, ti. zleněí se i interferogram vybraného dílu.
198 027
Způsoben podle vynáůezu lze vybírat optické díly relativně dobré jakosti i z monokrystalů obsahujících četná strukturní poruchy, což má význam zejména při výběru laserových tyčí z rubínových monokrystalů pěstovaných Vemeuilovým způsobem.
Příklad 1
Vemeuilovým způsobem byly vypěstovány monokrystaly rubínu, obsahující 0,03 % hmotnostních ohromu, o 0 25 mm a déloe 100 mm. Krystalografická osa c svírala s osou růstu r úhel 60° až 70°, druhořadý hranol (11^0) 2 byl orientován tak, že jedna jeho plocha svírala s osou růstu r úhel ex« 3° až 8°. Monokrystaly byly temperovány za účelem snížení vnitřního pnutí a poté byla odříznuta jejich zárodková a vrcholová část, takže zbyla válcová část o dálce 80 mm. Obě řezné plochy byly naleštěny tak, aby byly rovnoběžné s přesností lepší než 30. Kontrolou na interferometru bylo vyloučeno zcela nevhodných 30 % kusů, kde hustota interferenčních proužků byla větší než 2/cm.cm. Poté byly z každého krystalu vybrány laserová tyče o 0 7 mm a dálce 75 mm tak, že geometrioká osa laserová tyče, totožná se směrem průchodu laserového světla v ní, byla orientována do roviny rovnoběžné s růstovou osou r a kolmé k rovině, určené růstovou osou r a krystalografickou osou c, přičemž úhel geometrické osy £ laserové tyče s růstovou osou r činil 5° a s kteroukoli plochou druhořadého hranolu (1 l2o) 2 byl 5° až 10°. Hustota interferenčních proužků byla nejvýše 1,2/cm.om a při průchodu nepolarizovaného či polarizovaného světla nebyly pozorovatelné žádné nehomogenity v průřezu tyče. Výstupní energie laseru s 60 % výstupním zroadlem rezonátoru, reflektorem eliptického průřezu a xenonovou budící výbojkou o déloe záblesku přibližně 800 ^tts činila při použití těchto laserových tyčí a budící energie 600 Ws minimálně 1,25 Ws v 90 % případů.
Jestliže byly laserové tyče vybírány obvyklým způsobem, tj, že jejioh geometrioká osa byla rovnoběžná s osou růstu, bylo nutno při zachování horní hranice hustoty interferenčních proužků 1,2/om.cm vyloučit 80 % kusů. Hotové laserové tyče však přesto vykazovaly nehomogenity, zejména při pozorování v polarizovaném světle a výstupní energie vyšší než 1,25 Ws bylo proto dosaženo jen u 50 % hotových laserovýoh tyčí.
Příklad 2
Vemeuilovým způsobem byly vypěstovány monokrystaly safíru o 0 28 mm a krystalografickou osou o kolmou k ose růstu r. Také jedna krystalograf!okýoh os a byla k ose růstu r kolmá, takže jedna dvojice plooh druhořadého hranolu (11?0) 2 byla s osou růstu r rovnoběžná. Z těchto krystalů byly zhotoveny světelovodiče váloováho tvaru o 0 8 mm a déloe 25 mm tak, že geometrioká osa o ležela v rovině, určené uvedenou krystalografickou osou £ a osou růstu r, přičemž svírala s ospu růstu r úhel 8°. V průřezu takto zhotovených světlovodičů nebyly nalezeny žádné optické anomálie a mohly proto být použity jako pomooná optické díly rubínového laseru. Světlovodiče, jejichž optioká osa svírala buďto s růstovou osou £ nebo některou krystalografickou rovinou, odpovídající druhořadému hranolu 1<?oJ 2 úhel β menší než 3e popřípadě 5°, nebylo možno v optice laseru použít, protože výsledný světelný svazek nebylo potom možno bez nadměrného olonění dále praoovávat.
Claims (1)
- Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu pěstovaných z taveniny řezání· z korundová suroviny, vyznačený tím, Ss řez es orientuje tak,aby geometrická osa (g) optlokáho dílu lsžsla v rovině rovnoběžná s růstovou osou (r) monokrystalu a kolmá k rovině, určená růstovou osou (j)s krystalografickou osou (g), přičemž s růstovou osou (r) svírá úhel a o velikosti 3° aS 8° a s krystalografickými rovinami druhořadého hranolu {l1?o} (2) úhel β o velikosti 5° až 10°
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS617578A CS198027B1 (cs) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS617578A CS198027B1 (cs) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS198027B1 true CS198027B1 (cs) | 1980-05-30 |
Family
ID=5408179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS617578A CS198027B1 (cs) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS198027B1 (cs) |
-
1978
- 1978-09-25 CS CS617578A patent/CS198027B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6201634B1 (en) | Optical element made from fluoride single crystal, method for manufacturing optical element, method for calculating birefringence of optical element and method for determining direction of minimum birefringence of optical element | |
| CN109161959A (zh) | 一种用于紫外可见波段的氰尿酸钡钙双折射晶体及制备方法和应用 | |
| EP0942297B1 (en) | Method of manufacturing a fluoride crystal optical element | |
| US3914018A (en) | Yttrium orthovanadate optical polarizer | |
| EP0211175B1 (en) | Lanthanum-beryllate and lithium yttrium flouride crystals for thermal lensing-compensated lasers | |
| CS198027B1 (cs) | Způsob přípravy opticky jakostních dílů z monokrystalů korundu | |
| CN110618476A (zh) | 锡硼氧氯双折射晶体的应用 | |
| JPS62113798A (ja) | 炭酸カルシユウム単結晶の製造方法 | |
| Biryukova et al. | Study of the effect of dopant concentration on the optical uniformity and photorefractive properties of LiNbO3: Er: Zn single crystals | |
| US3902782A (en) | Mercurous chloride prism polarizers | |
| US4955699A (en) | Precious metal doped crystals for hardening of the crystals | |
| Robert et al. | Influence of impurities on protein crystal perfection | |
| Maiwa et al. | Observation of screw and mixed dislocations in barium nitrate crystals by means of birefringence and x-ray topography | |
| Dolino et al. | Optical study of the α-β transition of quartz | |
| Subbotin et al. | Dispersion of Principal Refractive Indices of Monoclinic MgWO 4 Laser Host Crystal | |
| EP0363914A2 (en) | Optical device with optical polarizer/analyzer formed of yttrium vanadate | |
| CS264632B1 (cs) | Způsob přípravy monokrystalů pro zhotoveni výbrusů s výhodně orientovaným směrem průchodu světla | |
| Ebbers | Optical polarizer material | |
| JPS63295499A (ja) | 一価水銀ハロゲン化物単結晶の成長方法 | |
| CS266743B1 (cs) | Způsob výroby monokrystalů halogenidů jednomocnó rtuti | |
| Nestor | Czochralski Ruby | |
| CS259697B1 (cs) | Způsob výroby monokrystalů halogenidů jednomocné rtuti | |
| Kaplunov et al. | The relationship between mechanical stresses and optical anomalies in germanium and paratellurite | |
| RU1806343C (ru) | Способ контрол напр жений в кристаллах кварца | |
| JP3346176B2 (ja) | 偏光子の製造方法 |