Спосіб контролю оптичних заготовок з кристалічних матеріалів, прозорих в інфрачервоному (іч) діапазоні випромінювання

Спосіб контролю якості кристалічних матеріалів, прозорих в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні випромінювання, в якому випромінювання проходить через зразок, потрапляє на прилад, що фіксує 3 56199 обробку, при цьому ростуть трудовитрати і час вимірювань. При значеннях більших 0,3 D невиправдано витрачається якісний кристал. Новизна запропонованого способу полягає у новій сукупності і послідовності запропонованих операцій, а корисність - у високій чутливості, зменшенні похибки до 0,3%, що підвищує достовірність отриманих результатів. Приклад реалізації. Ми контролювали злиток оптичного германію, який було вирощено методом Степанова. Від затравки на відстані L=0,3 D відрізали вздовж осі росту злитка плоско - паралельну пластину товщиною 5 мм, два боки якої шліфують, полірують, а потім вимірювали коефіцієнт пропускання ІЧвипромінювання в двох точках, що лежать на осі росту кристала (Фіг.1). Вимірювання спектрів пропускання проводили на Фур'є-спектрометрі Infralum FT-801 при дозволі 2 см-1 у спектральному діапазоні 4,5-18 мкм, діаметр діафрагми 3 мм. Відповідно до технічних характеристик спектрометра, точність виміру амплітуди сигналу становила величину порядку декількох десятих відсотка. Пропускання вимірялося в точках 1 і 2, випромінювання поширювалося перпендикулярно малюнку. В довгохвильовій області спектра за краєм власного поглинання напівпровідника пропускання Т напівпровідникової пластини товщиною d визначається формулою (1 R)2 [1 ( e 2 Re / 4 n)]2 4R sin2 де R - коефіцієнт відбиття напівпровідника, довжина хвилі випромінювання, - коефіцієнт поглинання, n - показник переломлення, = d/2, зсув фаз =2 nd/ (при нормальному падінні інтерферуючих променів), кут , обчислюється відповідно до умови tg 1 2 2 2 2 n 16 2 1 . Якщо інтерференція не спостерігається (наприклад, через велику товщину пластини), то зв'язок між Т, R і спрощується: (1 R)2 [1 ( / 4 n)2 ] . e R e d Для практичних цілей важливим є випадок, коли поглинання в напівпровіднику слабке, тобто, d 2 4 коли n2 >> 2 або, що те ж саме, ( /4 n) 0) при збільшенні й відповідно, викликаному їм зменшенні Т від максимального значення (1-R)/(1+R) до 10% величина Т визначається простою формулою 1 R 2e d (1) 1 R e Таким чином, для германія ця формула справедлива тоді, коли його пропускання змінюється в межах від 47 % до 10 %. Користуючись цією формулою, можна, наприклад, по спектрах пропускання визначити поглинання германія на заданій довжині хвилі в заданій точці кристала. На Фіг.2 (крива 1) наведений спектр пропускання пластини, що вимірюється біля "чистого" краю пластини (точка 2). Кривою 2 на цьому ж малюнку показаний спектр пропускання, знятий біля "брудного" краю (точка 1). З малюнка видно, що в спектральній області, наприклад, 8-10 мкм пропускання пластини змінюється від 41.5% до 37.5% для зазначених двох ділянок. Розрахунок для германія по формулі (1) залежності Т від при R = 0.36 показує, що зміна пропускання пластини від 41.5% до 37.5% викликана зміною в межах від 0.21 см-1 до 0.36 см-1. Порівняння спектральної залежності пропускання біля «чистого» краю зразка з аналогічними значеннями еталону, дозволили зробити висновок, що кристал германію, від якого відрізали зразок, що тестувався, відповідає еталону. Література 1. М.Н. Семибратов. Технология оптических деталей, - М.: Машиностроение, 1978. - 415с. 2. Є.Ф.Венгер, М.М.Локшин, І.Л.Марічева, В.П.Маслов, Н.В.Качур, А.Б.Ляпіна. Спосіб контролю матеріалів, прозорих в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні випромінювання. Патент України на корисну модель №16797/1 від 12.12.2008 р. 2 2 d 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 56199 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601