Способ контроля качества кристаллов

Способ контроля качества кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

®Сй ОЮЧ 1Л

Ыл

O n И С Л НОРГЕ

,ttt 5468)4

Сон(а Советских

Социалистических

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Е АВТОРСИОААУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик

|т > -о>>,>, (01) Дополнительное 1 авт. сВид-Ву (.") 3,!я:,лс(:о 04.07.75 (".1) 215237(1,2- (51) М. Е,л.- б 01N 27, 78 с присоедипс Пем .-:ÿnêè . 6

Государственный ко(иитет

Совета Министров СССР (23) Приоре . ст

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6 (53) УД!К С20.183(088.8) пo аелатл изобретений и открыты

Дата опгбликоваппя описания 30.03.77 (72) Авторы

Л. 11. Драпов,,(.!(,. А. Кичигин, В. С. Ко:-(епский, Л, A. Литвинов и 3. A. Черника

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиофизики и электроники АН Украинской ССР изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КРИСТАЛЛОВ

I,, —,.»» | > >> д а /

|»- 1!

П где 5

Изобретение относится к области исследоВания стру ктуры матерпалОВ и мокнет сыть использовано в электронной промышленности, например, при отборе кр сталлов для Оптических квантовых генераторов (ОКГ) п кван Iîâûõ парамагнитных усил((телсй.

Известны способы контроля качества кристаллов, при этом кристалл помещают в o((тический резонатор, ou;iy Ia!OT его Возоуи:,>,а(ощим излучением и измеряют акгизные генерационные характеристики (выходную мощность, пороговую энергию накачки, КПД и т. г,.).

Недостатками этих способов является:!еобходимость предВарительной Оораоотки кристалла и трудоемкость измерений.

Наиболее близким техническим рсше(шсм является способ контроля качества кр:сталла путем помещения его в высокочастотное электромагнитное поле с одновременным налохкением внешнего постоянного магнитного поля, причем кристалл ориентируют так, что главная оптическая ось совпадает с направлением постоянного магнитного поля (нулевая ориентация). По линиям в спектре электронного парамапштного резонанса (ЭПР), появившимся в участках кр!(сталла, последовательно экранируемых от в icILIHQIQ магнитного поля, судят о неравномерности распределения дефектов структуры по кристаллу, по которой определяют бло шзсть> ко цсптрзцшо примеси и стеПСН:> ССТВТО|:Нь(Х 1 >ПР(11КЕ(!И!!.

1 сдoc l а . QI, !1;» >сс! i ОГО спос00 >111;(|10 !В ется

В To n |IтО по пол,,nc, !:;I характер!Iстпкам

tIcl0;i;:Оп:. 10 О;(наз!(а li!0 с дить G пpl«0,";!!,Ости криСТ(1, 1, Оз для 1!0(10,:!>зова 11111.

С цс. Ью получсш(я кол(шсствеш:ой о;!епки

Ка :CCTI (СР>!!СТ, 1",;ОВ ПЭ01!ЗВОДЯТ >0(tQЛНII.P .1Ьi!I>ic изморе!1Пя иск.!.:«Сп!1!| спектра 1 l ocT3Bкн!хся г(ереходах 1. и Ориш- -,.-. ;!In «рпсталла в

|Р| | Ч \, ili }1> |С С; О Г >СИ > \| 110 >iln> 111! HQ

ГО ПС;IЯ И C > |11 | 0 и;1 IССТВЕ К.D.!i T 1л,.а ПО С>> ::>1о ме иска: ш пи ли и спектра >1"!., Вь!ч((слясмой по !11! рму..с ("- — сумма !(с«(1|«с(-(ш; линий сг. с тра

ЗПР;

I„— ш;тспсивпость линий, пояшпзшпхся

В спектре вследствие нарушен!ПИ однородности кристаллической структуры: и — число;(ополнительных пиков;

546814

Формула изобретения

1» и о1

1om,10 где 3—

Г.! и

Составитель 8. Фетина

Техред E. Жаворонкова

Редактор Л. Попова

Корректор О. Тюрина

Заказ 427118 Изд. ¹ " 192 Тира>к 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрстспий и открытн11

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2 т — число участков кристалла, в которых производят измерения;

i — число переходов;

1,, — интенсивность линий от неэкранируемой части кристалла.

Исследуемый кристалл помещают в короткозамкнутый волновод, являющийся согласованной нагрузкой резонатора, снаружи которого расположена перемещаемая ферромагнитная обойма. Кристалл ориентируют таким ооразом, что его главная ось совпадает с направлением внешнего магнитного поля. Исследуемую часть кристалла экранируют, при этом в кристалле создают высокочастотное поле.

Резонансное поглощение в кристалле нарушает согласование системы «резонатор — стержень», что приводит к изменению коэффициента отражения. Последнее фиксируется как сигнал (ЭПР) .

Измерение спектров ЭПР осуществляют в нулевой ориентации в каждом участке кристалла> последовательно экранируемом от внешнего магнитного поля при ориентации главной оптической оси вдоль направления магнитного поля. Затем кристалл ориентируют относительно внешнего магнитного поля в другие магнитные оси и искажение спектра

ЭПР измеряют таким же образом на всех оставшихся переходах. Для каждого перехода записывают две линии ЭПР, отличающееся интенсивностью (меньшая по интенсивности линия относится к измеряемому частку кристалла). При наличии дефектов в крисгаллической структуре линии ЭПР расщепляются на две или несколько компонент в зависимости от степени искажения кристаллической структуры.

Сущность способа поясняется на примере рубинового стержня диаметром 8 мм и длиной о0 м, имеющего концентрацию трехвален 710

ro хрома 0,03 вес.%, который помещают в измерительный короткозамкнутый волновод видеорадиоспектрометра с рабочей частотой

9380Мгц. Исследуемый стержень враща1от до тех пор, пока главная оптическая ось С пе совпадает с направлением внешнего постоянного магнитного поля 11о, о чем судят по смещению линий ЭПР на экране осциллографа, при этом угол О между осью С и направлением магнитного поля равен «О». Записав спектры ЭПР на переходах 3/2+ — 1/2 и 1/2 3/2, стержень поворачивают вокруг оси на 90 и записывают спектры ЭПР на переходах 1/2 3/2 и

--1/2 -- 3/2. (Обозначение переходов по Шульц1--Д1обма) .

Коли1естве11ную характеристику искажени131 рассчитывают по выше приведенной формуле.

Прп 1з<0,4 стержни признают годными для использования в ОКГ.

При )0,4 стер кни для использования в

ОКГ 11с годятся.

Цифровой критерий годности кристаллов для

ОКГ определен экспериментально.

Описываемый способ обеспечивает количественную оценку качества кристаллов, что сокращает продолжительность отбора кристал15 лов для оптических квантовых генераторов и позволяет снизить затраты на изготовление партии рабочих тел генераторов.

Способ контроля качества кристаллов путем помещения их в постоянное магнитное поле в нулевой ориентации II измерения искажений спектра электронного парамагнитного

25 резонанса на переходах в участках кристалла, последовательно экранируемых от магнитного поля, отл ич а ющи и ся тем, что, с цель1о получения коли1ествейной оценки, производят дополнительные измерения искажений спектра

30 на оставшихся переходах при ориентации кристалла в другие магнитные оси относительно маг1итного поля и судят о качестве кристалла по сумме искаяеений линий спектра ЭПР, вычисляемой по формуле

35 сумма искажений линий спектра

ЭПР; интенсивность линий, появившихся в спектре нарушения однородности кристаллической структуры; число дополнительных пиков; число участков кристалла, в которых производят измерения; число переходов; интенсивность линий от нсэкранируемой части кр сталла,