Техника - молодёжи 1976-08, страница 43
i, - v« I акустооптических свойств кристаллов. В элементе, например из мо-либдата сьинца, возбуждг от ультразвуковую ьолну Она «бож1„.» по кристаллу со скоростью J • 106 см/с и образует, за счет колебания плотности вещества, с юеобразную дифракционную решетку. Лазерный луч, проходя через такой кристалл, отклоняется на определенный угол, который можно изменять, арьируя частоту ультразвуковой волны. Кроме молибдата свинца, скустооптиче-скими свойствами обладают кристаллы парамолибдата свинц"), альфа-йодноватой кислоты, ниобата лития и другие Все они выращиваются в нашем институте Второй метод отклонения луча основан на электрооптическом эффекте— изменении оптических свойсть кристалла под действием электрического поли Обычно используются доьольно ысокие поля (порядка 1 кВ/см), чтобь. получить ощутимый результат. Естастченно, чем сильнее эффект, тем более пригоден кр 1сталл для электрооптики и тем быстрее можно перенаправить лазерный луч. К электрооптическим кристаллам принадлежат ниобат лития и ниобат калия-лития, также ы-ращиваемые в нашем институте. После того как мы научились отклонять лазерный луч, ничто не мешает изменить его интенсивность с помощию резонатора А следовательно, мы можем модулировать интенсивность выходящего из резонатора света, что очень важно для передачи информации. Но повторяем эффективность работы всякого рода дефлекторов, модуляторов и затворов лазерного излучения в первую очередь зависит от кристаллов Вот почему получение качественных кригталло стало сейчас краеугольной проблемой в квантовой электронике. Зададимся вопросом: нельзя ли изменить цвет лазерного луча, то есть изменить его частоту или длину волны? В обычной оптике свет проникая через вещее тзо, остается прежним Но мы знаем, что сост ib белого света доволь но сложный. При прогождении через призму или че рез капельки воды он разлагается на все цвета радуй Однако как быть с монохроматическим светом? Если не привлекать каких-либо сложных явлений (например отражение от движущихся зеркал и т. д.), в обычной оптике его «перекрасить» нельзя. Тут на помощь приходят опять нелинейные кристаллы. Оказывается что если электромагнитное излучение достаточно интенсивно, то, проходя через вещество, оно изменяет свойства его самого. Это вызывает разнообразные нелинейные эффекты Обычной оптике присущ гринцип суперпозиции заключающийся в том, что различные электромагнитные волны проходят через вещество без взаимодействия друг с друюм В нелинейной же этот закон уже теряет силу поскольку необходимо учитывать изменения свойств самой среды под действием интен-сизного света. Другими словами, здась возможно взаимодействие электромагнитных волн. Наиболее простой нелинейный эффект — удвоение частоты лазерного луча. Например, при пропускании излучения гранатового лазера через нелинейный кристалл два фотона сливгются в один с двойной частотой Наибольшей «популярностью» здесь пользуются уже знакомые нам кристаллы ниобата лития, а также йодата лития. Последние выращиваются в напем институте из волного раствора. Их качество непрерывно улучшается. Суммируются не только одинаковые фотоны, но и различные. Это явление в частности, используется при постройке приемников слабого инфракрасного света, длина волны которого лежит в области ?—4 микрометра. Оказывается, в йодата лития можно сложить два фотона: один от иттрий-алюминиевого гра*-ната, а другой от слабого инфракрасного источника. В результате длина волны суммарного фотона попадает г оптическую область, которая хорошо детектируется современными спектральными приборами Иначе говоря, нелинейные кристаллы превращают невидимое излучение в видимое, что позволяет визу- алировать скрытые «тепловые» изображения. Наконец, остановимся еще на одной операции. Все, кто работал с лазерами знают, что достаточно интен-си шли луч разрушает сте.сла и кристаллы, через которые он проходит Многие специалисты, например, занимающиеся лазерным термоядерным синтезом, бьются над проблемой увеличения оптической прочности материалов. Она зависит от длительности лазерного импульса, его длины волны, интенсивности, совершенства материала и других факторов. Но, скажем, кристаллы ниобата лития портятся под действием излучения относительно небольшой интенсивности. Оказалось, такое на На снимках показаны кр..стйл-л hi, выращиваемые в Ин ..тут - фи. и-ческих исследований АН Api СЧ'Р ('■ л е в а .i а п р а в о): ктивные иттрий-алюминиевого граната ; при |..ес~ю ионов н*юдим£>, лютгций-алю-чиниевого граната : примесью ионов иттербия, иеодима и хрома (последние вт „.ны для передачи энергии ио!.ам иттербия); лютеций алю.линт.евого граната с примес о ионов эрбия; нелинейные — молибдата сви'"4а, альера-i одноватой кисл< ты, ниобата пития, ниобат;» калия-лития, йодата лития ниобата лития с примесью железа. На с х м е, пр веденной на 4-й странице <_ол жки журнала, п <азан здин из многочист,ьн-нм) способов ы >ащив:1ния кристалле! — метод Всрнеля. Им пглучают корунд, руоин, сг.пфир и другие ryi о-пл; вк атериалы Пор< .чок р 1-:тал/.изуемого вещества равном врио поступает из пор эба с сет' гп ым дном (1) в бункер (2), j и: не1 о — в '^..тральную гоуоку горелки (4). Pel улир звание п >дачи порошка эсущееттл - тся помощью ударного мех и 1зма (1 ■ ) О^'овремвн-о через штуцеры (1 и i 3) закачиваются кисл'.ро," и ьодоро/]. При вы ходе из горелки кисл >f о, о- .одород-н и см?сь горает в кам -ре (5), "де и трои* <i >дит плавление час "iu п< -оош. а. Образующиеся капельки рас-.лава над; .О' на поверхности огнеупорного стержня (6) и кристаллизуются. Одн< из этих мелчих зерен и превращается в дальнейшем в .сри сталл (9) Jlo мере эго роста опорный стол (L) гзинторы1 I механизмом (7) опускас тся вниз. Обычно кристапл имеет форму «бульки», однакс изне-ниь Tei..ien: гурный режим процесса, можно придать ему вид, напри.лер. TOHKOiO Длинного стержня. Такой «полуфабрикат» больш ? всего подходит д/я использования в лазерах. •in 41 |
