Застосування монокристала напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (ga0.3in0.7)2se3 як матеріалу для акустооптичного модулятора лазерного випромінювання

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Застосування монокристала напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Gа0.3In0.7)2Sе3 як матеріалу для акустооптичного модулятора оптичного випромінювання.

Текст

Застосування монокристала напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Gа0.3In0.7)2Sе3 як матеріалу для акустооптичного модулятора оптичного випромінювання. Винахід відноситься до оптичного приладобудування, зокрема до акустооптичних пристроїв для передачі та перетворення інформації в оптичних системах і може знайти застосування у різних промислових виробництвах, що потребують модуляцію оптичного випромінювання з метою регулювання промислових процесів, особливо у вибухово-, вогнета радіаційно-небезпечних середовищах. Матеріали для акустооптичних пристроїв повинні мати високий коефіцієнт акустооптичної якості та низьке акустичне поглинання. Дуже важливим при виборі матеріалу є технологічна простота отримання масивних об'ємних монокристалів високої оптичної якості. Крім того, матеріал повинен бути механічно, хімічно та температурно стабільним і не змінювати свої параметри випромінювання. Відоме вивчення структури кристалів системи Ga2Se3-In2Se3 методом дифракції рентгенівських променів [1]. Однак вказані кристали використовують тільки в якості напівпровідників. Завдання винаходу полягає у розширенні області застосування монокристалу напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Ga0,3,ln0,7)2Se3. Поставлене завдання досягається таким чином, що застосовують монокристал напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Ga0,3,ln0,7)2Se3 [1] як матеріал для акустооптичного модулятора оптичного випромінювання. Монокристал (Ga0,3ln0,7)2Se3 при кімнатній температурі та довжині хвилі 0,6328мкм має значення коефіцієнта акустооптичної якості М2 рівне 445 10-15с3кг-1 при поширенні поздовжньої акустичної хвилі вздовж напрямку [100], а світлової хвилі вздовж напрямку [100]. Коефіцієнт М2 вимірювався за допомогою методу Діксона-Коена [2] на орієнтованих зразках, виготовлених у формі куба зі сторонами довжиною 7-8мм; відносна похибка стано (19) UA (11) 77305 (13) C2 (21) 20041210331 (22) 15.12.2004 (24) 15.11.2006 (46) 15.11.2006, Бюл. № 11, 2006 р. (72) Студеняк Ігор Петрович, Краньчец Младен , HR, Феделеш Василь Іванович (73) УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) Popovic S., Celustka В., Ruzic-Toros Z., Broz D. X-ray diffraction study and semiconducting properties of the system Ga2Se3-ln2Se3.// Phys. Sol. Stat., 1977.-Vol.41.- P.255-262 Dixon R.W., Cohen M.G. A new technique for measuring magnitudes of photoelastic tensor and its applications to lithium niobate // J. Appl. Lett. - 1966. Vol.68, №6. - P.205-206. 3 77305 4 вила менш, ніж 5%. Значення коефіцієнта М2 моПоздовжні акустичні хвилі збуджувалися в напрямнокристала (Ga0,3ln0,7)2Se3 перевищує значення ку [100], тоді як світло спрямовувалося вздовж цього коефіцієнта для застосовуваних в ІЧ-області оптичної осі кристала (див. вставку на Фіг.). Модутаких матеріалів як GaAs та Ge, значення М2 яких лятор, принцип дії якого ґрунтується на амплітудній модуляції, працює в перехідній області між складає відповідно 104 10-15с3кг-1 [ ] та -15 3 -1 режимами дифракції Рамана-Ната та Брегга. Ши174 10 с кг [ ]. рина і висота акустичного пучка становили відпоКрім низького акустичного загасання (коефіцівідно L=7 10-3м та H=1.1 10-3м, а потужність акусєнт поглинання звукових хвиль для всіх досліджутичної хвилі Ρ=2Вт. Ширина акустичного пучка ваних кристалографічних напрямків не перевищує підбиралася так, щоб при тій же ефективності ди0.5-0.8дБ см-1 на робочій частоті 100МГц), кристафракції використовувалась менша потужність акули (Ga0,3ln0,7)2Se3 характеризуються низьким оптистичної хвилі при більших значеннях L. Цетральна чним поглинанням та високою прозорістю у широробоча частота f0 становила 80МГц, а робочий кому спектральному інтервалі від 0.6 до 16мкм. температурний інтервал 200-330К. Модулятор має Коефіцієнт оптичного поглинання в цьому спектвисоку дифракційну ефективність η та відносно ральному інтервалі менший, ніж 0.1см-1. Більше короткий час відгуку дифрагованого оптичного того, опромінювання монокристала (Ga0,3ln0,7)2Se3 пучка I1 на проходження прямокутного імпульсу. загальною дозою 5 1016см-2 електронів з енергією Застосування монокристала напівпровіднико8МеВ не впливає на спектри поглинання. вого твердого розчину (Ga0,3ln0,7)2Se3 у ролі активТаким чином, даний матеріал володіє рядом ного елемента акустооптичного модулятора лазепараметрів, які дозволяють використовувати його рного випромінювання у пристроях для передачі у ролі активних елементів акустооптичних модулята перетворення інформації в оптичних системах торів лазерного випромінювання. Перевага над дозволяє покращити характеристики акустооптичпрототипом полягає у значному розширенні спектного модулятора як за рахунок високого значення ральної області його застосування при високому коефіцієнта акустооптичної якості, так і за рахунок значенні коефіцієнта акустооптичної якості, низьке суттєвого розширення спектрального інтервалу акустичне загасання та висока радіаційна стійкість. для акустооптичної модуляції, що перекриває Приклад. ближню та середню ІЧ-області спектру. Для одержання 10г речовини (Ga0,3ln0,7)2Se3 Використання монокристала напівпровідникобрали 0.9519г Ga, 3.6579 г In та 5.3902 Se і загрувого твердого розчину селеніду галію-індію жали у вакуумовану кварцеву ампулу довжиною (Ga0,3ln0,7)2Se3 У ролі матеріалу для акустооптич160 мм та діаметром 20мм, в якій потім проводили ного модулятора лазерного випромінювання дає синтез з використанням таких температурних реможливість застосовувати його в різних промисложимів: а) протягом 1 год проводили нагрівання до вих виробництвах, що потребують модуляцію оптемператури 823К і витримували при цій температичного випромінювання з метою регулювання турі протягом 1 дня з метою уникнення розтріскупромислових процесів, особливо у вибухово-, вогвання ампули; б) швидко нагрівали (з швидкістю не- та радіаційно-небезпечних середовищах. 50К/год) до температури 1270К, витримували проПланується використання монокристала напітягом 1год. при цій температурі та охолоджували впровідникового твердого розчину селеніду галіюдо кімнатної температури при виключеній печі. індію (Ga0,3ln0,7)2Se3 в лабораторіях УжНУ при виОтриманий полікристалічний матеріал розтирався конанні фундаментальних досліджень нових напіу грубий порошок і проводилося вирощування мовпровідникових матеріалів. нокристалів даної сполуки методом Бріджмена. Із ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: одержаних монокристалів виготовляють куби зі 1. Popovic S., Celustka В., Ruzic-Toros Z., Broz сторонами довжиною 7-8мм, які далі шліфують та D. X-ray diffraction study and semiconducting полірують з усіх сторін на пасті ГОІ. Виготовлений properties of the system Ga2Se3-In2Se3.// Phys. Stat. таким чином куб 2 використовується у ролі активSol. (a). -1977. - Vol.41. - P.255-262. ного елемента акустооптичного модулятора лазе2. Dixon R.W., Cohen M.G. A new technique for рного випромінювання, блок-схема експериментаmeasuring magnitudes of photoelastic tensor and its льної установки для випробування якого наведена applications to lithium niobate // J. Appl. Lett. - 1966. на Фіг. Пучок монохроматичного світла інтенсивніVol.68, №6. - P.205-206. стю І0 від лазера 1 падає на світлозвукопровід 2 із 3. Warner A W., Pinow D. A. Miniature селеніду галію-індію (Ga0,3ln0,7)2Se3 під кутом Брегacoustooptic modulators for optical communications // га до фронту звукової хвилі. Керуючий сигнал на IEEE J. Quantum Electron. - 1973. - Vol. QE-9. п'єзоперетворювач 3 (LiNbO3 Υ-36° зрізу) подаєтьP.1155-1157. ся від високочастотного генератора 4, який моду4. Feldman Α., Waksler R. M., Horovitz D. люється імпульсним генератором 5. Для точного Photoelastic constants of germanium // J. Appl. Phys. визначення частоти ультразвукових хвиль викори- 1978. - Vol.49. - P.2589-2590. стовується частотомір 6. Дифрагований пучок світла І1 реєструвався фотоелектронним помножувачем 7, сигнал з якого потрапляв на осцилограф 8. 5 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 77305 6 Підписне Тираж 26 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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Use of monocrystals of semiconductor solid gallium and indium selenide solution as material for optoacoustic modulators of laser radiation

Автори англійською

Studeniak Ihor Petrovych, Kranjcec Mladen, Krancec Mladen, Fedelesh Vasyl Ivanovych

Назва патенту російською

Использование монокристаллов полупроводникового твердого раствора селенида галлия и индия [(ga0.3in0.7)2se3] в качестве материала для акустооптических модуляторов лазерного излучения

Автори російською

Студеняк Игорь Петрович, Краньчец Младен, Феделеш Василий Иванович

МПК / Мітки

МПК: H01S 3/10, G02F 1/01

Мітки: твердого, акустооптичного, випромінювання, селеніду, галію-індію, монокристала, розчину, лазерного, матеріалу, модулятора, напівпровідникового, застосування, ga0.3in0.7)2se3

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-77305-zastosuvannya-monokristala-napivprovidnikovogo-tverdogo-rozchinu-selenidu-galiyu-indiyu-ga03in072se3-yak-materialu-dlya-akustooptichnogo-modulyatora-lazernogo-viprominyuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Застосування монокристала напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (ga0.3in0.7)2se3 як матеріалу для акустооптичного модулятора лазерного випромінювання</a>

Подібні патенти