Техника - молодёжи 1976-08, страница 42

МИХАИЛ ТЕР-МИКАЕЛЯН, член-корреспондент АН Армянской ССР, директор Института физических исследований АН Арм. ССР

РИСТАЛЛЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

Мало кто знает, что одна из перспективных областей техники — квантовая электроника обязана своим бурным развитием кристаллам, и прежде всего — рубину. Его основа — бесцветный корунд, или лей-косапфир, состоящий из окиси алюминия. «Рубиновая» же окраска возникает из-за хрома. В зависимости от его содержания оттенок меняется от светло-розового до темно-красного.

Но эта добавка помимо того, что превращает корунд в ценный камень, еще придает ему уникальные качества, благодаря которым стало возможным построить оптический квантовый генератор — лазер (см. статью Р. Свореня «Миллион солнц в кристалле» в «ТМ» № 9 за 1961 год). Именно атомы хрома после накачки рубинового стержня мощной импульсной лампой выплескивают порцию монохроматического когерентного света.

Появление лазеров вызвало большой спрос на рубины, и ныне налажено их массовое производство. Выращивают эти минералы и в Армении.

В организации их выпуска (начиная с 1964 года) участвовали и специалисты, работающие сейчас в нашем институте.

Однако за последние годы рубин уступил свои позиции в квантовой электронике гранату. Это опять-таки корунд, но с другой примесью — неодимом. Он играет ту же роль, что и хром в рубине. Однако в отличие от рубинового лазера гранатовый испускает невидимый (инфракрасный) свет. И не только отдельными импульсами, но и непрерывно.

Гранату присуще одно замечательное свойство, которого нет у рубина. Оказывается, в него можно вводить, кроме неодима, и иные редкоземельные элементы — иттрий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций Причем в зависимости от добавки кристалл генерирует свет строго определенной частоты. Тем самым открывается заманчивая перспектива — создать целый набор лазеров, работающих в заданных точках диапазона инфракрасных волн.

В нашем институте в тесном сотрудничестве с Институтом кристаллографии АН СССР выращивают (методом направленной кристаллизации) и исследуются самые необычные разновидности лютеций-алюминиево-го граната, который более технологичен по сравнению с иттрий-алюминиевым...

Мы привели два примера так называемых активных кристаллов. По

мимо них, немало и других, используемых в оптических квантовых генераторах. Работы по получению новых подобных веществ проводятся в ряде научно-исследовательских лабораторий страны, в том числе и у нас. И все же еще ни один кристалл не получил такого всеобщего распространения, как гранат.

Кроме активных, в квантовой электронике применяется и другой класс кристаллов — нелинейных. Их роль в современной физике непрерывно возрастает. Ведь благодаря им появилась новая, доселе неизвестная область оптики — нелинейная. Упомянем лишь о трех из многочисленных операций, которые можно выполнить с помощью этих веществ.

Прежде всего начнем с элементарных. Допустим, нам нужно отклонить лазерный луч. Конечно, самое простое — поставить на его пути отражающее зеркало. Однако такой способ окажется совершенно неприемлемым, если учесть, что почти во всех отклоняющих системах современной электроники решающую роль играет быстрота действия. Поэтому специалистам пришлось отказаться от всякого рода механических переключателей и заменить их более эффективными, работа которых основана на использовании

40