Спосіб електроакустичної обробки п’єзоелектричних кристалічних матеріалів

Спосіб електроакустичної обробки п’єзоелектричних кристалічних матеріалів шляхом збудження найбільш нестабільних власних пружних коливань з використанням генератора сигналів довільної форми та вимірювання при цьому їх частоти, амплітуди та стабільності в часі, який C2 2 (19) 1 3 хом самоузгодженої селективної обробки джерел нестійкості характеристик і нестабільності послідовністю «природних» для даних кристалів хвильових пакетів (вейвлетів), а також монохроматичним підсвічуванням із довгохвильової спектральної області фотовідклику, яка сприяє прояву фотопластичного ефекту, селективному впливу на локальні джерела нестійкості і дисипації та зменшенню їх потужності. При цьому обробка зразків здійснюється змінним електричним полем у формі хвильових пакетів (вейвлетів), що сформовані шляхом суперпозиції найбільш нестійких власних коливань зразків, а частота слідування хвильових пакетів визначається із вейвлет-спектрограм спектральної залежності фотоструму l(λ) кристала, залежності фотоструму від координати зразку l(х), а також його кінетики l(t) при імпульсному Пподібному фотозбудженні кристалів. Протягом акустичної обробки амплітуду коливань та рівень фотозбудженння вибирають достатніми для того, щоб в кристалі відбулася стимуляція і еволюція джерел нестійкості характеристик від активних до таких, які вже суттєво не впливають на характеристики кристалів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі електроакустичної обробки п'єзоелектричних кристалічних матеріалів шляхом збудження найбільш нестабільних власних пружних коливань та вимірювання при цьому їх частоти, амплітуди та стабільності в часі, який відрізняється тим, що з частот найбільш нестабільних коливань синтезують хвильовий пакет, форма якого подібна до короткої хвилі (вейвлету), далі вимірюють спектральну залежність фотоструму l(λ) кристала, залежність фотоструму від координати зразку l(х), а також його кінетику l(t) при імпульсному Пподібному фотозбудженні, виконують їх вейвлетперетворення і з отриманих вейвлет-спектрограм визначають найбільш статистично значимі коефіцієнти вейвлет-перетворення C1, C2, ..., CN та відповідні їм частоти f1, f2, …, fN і циклічно обробляють кристал шляхом одночасного збудження сукупності власних пружних коливань змінним електричним полем у формі послідовності синтезованих хвильових пакетів, плавно збільшуючи частоту їх слідування від f1 до fN, на кожній із захоплених зразком частот при одночасному монохроматичному підсвічуванні з довгохвильової спектральної області фотовідклику до досягнення незворотного зменшення енергії, що забирається від джерела більш ніж в e (2,71) раз. На відміну від відомого способу, обраного за прототип, в запропонованому способі електроакустичної обробки п'єзоелектричних кристалічних матеріалів збудження власних пружних коливань здійснюють послідовністю хвильових пакетів (вейвлетів), які сформовані шляхом суперпозиції найбільш нестійких власних коливань зразків. При цьому в кристалічному зразку виникають стоячі хвилі, характерні відстані між вузловими лініями яких близькі до масштабу структурних неоднорідностей. З іншого боку, послідовна зміна частоти слідування вейвлет-пакетів, яка визначається із вейвлет-спектрограм спектральної залежності фотоструму l(λ) кристала, залежності фотоструму від 88531 4 координати зразку l(х), а також його кінетику l(t) при імпульсному П-подібному фотозбудженні, дозволяє здійснити еволюцію внутрішніх пружних і електричних полів структурних неоднорідностей і тим самим самоузгоджено модифікувати структуру взаємозв'язків між ними. Цьому сприяє монохроматичне підсвічування з довгохвильової спектральної області фотовідклику, яке обумовлює прояв фотопластичного ефекту і селективно активізує структурні неоднорідності, що функціонально є джерелами локальної нестійкості та дисипації. Така обробка суттєво покращує стійкість характеристик кристалічних зразків, а також підвищує стабільність фізичних параметрів кристалів. Вимірювання швидкості незворотної зміни амплітуди, енергії яка витрачається і частоти коливань з часом дозволяє контролювати хід обробки. На фігурах зображено: Фіг.1. Блок-схема пристрою для акустичної обробки. Фіг.2. Спектри фотострумів l(λ): а) до обробки, б) після обробки. Фіг.3. Залежності фотоструму l від координати зразка х: а) до обробки, б) після обробки. Блок-схема пристрою для акустичної обробки, складається з генератора сигналів довільної форми 1, підсилювача потужності 2, аналізатораспектра 3, персонального комп'ютера 4, кристалотримача 5, між електроди якого встановлюється зразок 6, світлофільтра 7 та джерела світла 8. Спосіб здійснюється при нормальних умовах на установці, блок-схема якої зображена на Фіг.1. Для цього кристалічний зразок 6 помішують в кристалотримач 5, електроди якого під'єднані до підсилювача потужності 2. З генератора сигналів довільної форми 1, управління яким здійснюють за допомогою комп'ютера 5, через підсилювач потужності 2 хвильові пакети подають на електроди кристалотримача. Для акустичної обробки змінним електричним полем у формі послідовності хвильових пакетів (вейвлетів) виконуються наступні операції: а) змінюючи частоту гармонічного сигналу, яку встановлюють і контролюють за допомогою генератора сигналів довільної форми 1 і комп'ютера 4, вимірюють спектр п'єзорезонансів зразка; б) збуджуючи почергово кожне з сильних коливань зразка, визначають коливання, частоти і амплітуди яких найменш стабільні в часі і шляхом суперпозиції синтезують з них хвильовий пакет; в) вимірюють спектральну залежність фотоструму l(λ) кристала, залежність фотоструму від координати зразку І(х), а також його кінетику l(t) при імпульсному П-подібному фотозбудженні; г) виконують їх вейвлет-перетворення і з отриманих вейвлетспектрограм визначають найбільш статистично значимі коефіцієнти вейвлет-перетворення C1, C2, ..., CN та відповідні їм частоти f1, f2, …, fN; д) підсвічуючи зразок 6 за допомогою світлофільтра 7 і джерела світла 8 і плавно змінюючи частоту слідування хвильових пакетів від f1 до fN одночасно збуджують сукупність найбільш сильних нестабільних в часі власних пружних коливань на кожній із захоплених зразком частот fi, вимірюючи за допомогою аналізатора спектра 4 швидкість необоротної зміни частоти і амплітуди кожного коливання з часом. При цьому напруженість поля в зразку Е не повинна перевищувати критичного рівня Eкр 5 88531 який відповідає межі механічної міцності кристала. Збудження сукупності сильних коливань здійснюють послідовністю хвильових пакетів за допомогою генератора сигналів довільної форми 1, підсилювача потужності 2 і комп'ютера 4. Обробку припиняють досягнувши зменшення енергії, що забирається від джерела, більш ніж в е (2,71) раз. Таким чином, в результаті акустичної обробки досягається селективність впливу на пружні поля структурних неоднорідностей різного типу і масш Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 табу, що приводить до зменшення потужності джерел нестійкості кристалів. Це викликає зміну багатьох параметрів та характеристик кристала, зокрема покращення стабільності діелектричних параметрів в часі, зменшенню діелектричних втрат та збільшення фоточутливості. Крім того відпадає необхідність термічного впливу на зразок, а використання персонального комп'ютера дозволяє проводити моніторинг результатів вже в процесі обробки і відповідно контролювати її хід. Підписне Тираж 28 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