Глава 4 . Оптические материалы со специальными свойствами

К таким материалам относятся электрооптические материалы, нелинейно – оптические материалы, акустооптические материалы и магнитооптические материалы. При этом акустооптические и магнитооптические материалы могут быть как аморфными, так и монокристаллическими, тогда как электрооптические и нелинейно-оптические материалы – только монокристаллическими. Отдельного упоминания в категории оптических материалов со специальными свойствами заслуживают лазерные генерационные среды.Частично они рассматривались в главе об оптических стёклах применительно к аморфным средам – лазерным стёклам,однако лазерные монокристаллы занимают особое место в технологии оптических материалов,в основном,из-за повышенных требований к оптической однородности и чистоте монокристаллов, потребных для таких применений.Кроме того,необходимо чётко разграничивать две существенно различных категории лазерных монокристаллов : лазерные диэлектрические кристаллы и полупроводниковые лазерные кристаллы.Несмотря на внешне одинаковое назначение – генерацию ( и усиление ) когерентного оптического излучения – эти два класса оптических монокристаллов существенно отличаются друг от друга физическими принципами работы и технологическими основами изготовления . Так,лазерные диэлектрические кристаллы,в большинстве случаев,представляют из себя обычные прозрачные в определённом спектральном диапазоне монокристаллы,в кристаллическую решётку которых внедрено некоторое количество ионов ( в основном,редкоземельной и переходной групп ),обладающих специфической структурой уровней энергии.Эта структура уровней позволяет им поглощать излучение накачки в одном участке спектра и испускать кванты вынужденного излучения в другом спектральном диапазоне.Роль исходного монокристалла тут сводится , в основном , к обеспечению места размещения лазерных ионов и созданию для них лучших условий поглощения накачки,излучения квантов генерации,отвода тепла . Поэтому основные требования к лазерным диэлектрическим кристаллам – быть удобной матрицей для ионов – активаторов.Основная проблема при создании таких кристаллов – подбор матрицы и активатора,согласованных по размерам параметров решётки,ионным радиусам элементов матрицы и иона- активатора,структуре уровней и особенностям взаимодействия ионов в матрице.Как правило,большинство ионов редкоземельной и переходной групп успешно внедряются в монокристаллические матрицы,однако достижимые концентрации легирования при этом существенно ниже,чем в стеклянных матрицах.Ионы – активаторы являются чужеродными для кристаллической решётки монокристалла матрицы и при увеличении концентрации примеси происходит увеличение числа дефектов решётки и ухудшение физико – химических и оптических свойств монокристалла ,что приводит к ухудшению генерационных характеристик лазерного монокристалла.

Полупроводниковые лазерные кристаллы,напротив,представляют собой совершенно специфический оптический материал как с точки зрения физических принципов работы,так и с точки зрения технологии производства.Поэтому представляется целесообразным вынести описание вопросов производства и физических свойств полупроводниковых кристаллов для применения в оптоэлектронике и лазерной технике в специальный раздел,включив туда же и технологии производства полупроводниковых лазеров.

Дата добавления: 2014-11-14; просмотров: 344; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!