УДК 535.15
Б. К. Сердега, І. Є. Матяш, В. П. Маслов, Н. В. Качур
Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України, м. Київ, Україна
ПОЛЯРИЗАЦІЙНО-МОДУЛЯЦІЙНА МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ АБСОЛЮТНИХ ЗНАЧЕНЬ МЕХАНІЧНИХ НАПРУЖЕНЬ У САПФІРОВИХ ОПТИЧНИХ ВІКНАХ
Завантажити...
При вирощуванні зливків монокристалічного сапфіру в ньому виникають дефекти у вигляді мікробульбашок, границь блоків і зумовлені ними механічні напруження, які суттєво впливають на функціональні властивості кристалу. Проблему контролю якості сапфірових структур вирішують багатьма способами, але вони не є достатньо чутливими для потреб сучасної оптики та мікроелектроніки, або є складними у використанні (рентгенівські методи). Традиційний контроль внутрішніх механічних напружень здійснюють візуально на полярископі-поляриметрі ПКС-250, в основу якого покладено метод подвійного променезаломлення Сенармона. Проте технічні можливості цього традиційного методу не здатні виконувати високочутливий кількісний контроль зразків монокристалів сапфіру з мікронапруженнями. Тому актуальною задачею сучасного приладобудування є розроблення нових високочутливих методів технічної діагностики та неруйнівного контролю якості деталей із сапфіру.
Автори роботи досліджували можливість використання методу модуляційної поляриметрії для вирішення поставленої задачі. Однак стан поляризації як характеристики випромінювання має з огляду на диференціальну спектроскопію суттєву відмінність від інших способів модуляції. Вона полягає, перш за все, у тому, що поляризація, як просторова характеристика хвилі, залежить від сукупності значень – компонент вектора Максвела-Джонса або вектора Стокса. Отже, на відміну від модуляцій інших фізичних величин, що оперують із єдиним параметром, поляризаційна модуляція (ПМ) характеризується двомірним впливом на хвилю.
Метою роботи було розроблення методики визначення абсолютних величин внутрішніх механічних напружень у локальних точках сапфірових оптичних вікон за допомогою модуляційної поляриметрії.
У результаті проведених досліджень полірованих зразків сапфіру (типу оптичних вікон) було розроблено методику визначення абсолютних значень внутрішніх механічних напружень у матеріалах, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання на основі модуляційної поляриметрії. Розроблена методика дозволила виявити внутрішні механічні напруження у сапфірових вікнах і визначити причину невідповідності досліджених зразків щодо вимог лазерних систем. Розроблено методику експериментального визначення величини абсолютних значень внутрішніх механічних напружень у сапфірових оптичних вікнах за допомогою використання модуляційної поляриметрії. Встановлено розподіл у двомірному просторі внутрішніх напружень у полірованих зразках сапфіру та їх абсолютні значення.
Ключові слова: контроль, сапфірові оптичні вікна, метод модуляційної поляриметрії.
Література
- Иванов Л.И. Состав и морфология поверхности сапфира после импульсной обработки высокотемпературной плазмой / Л.И. Иванов, И.В. Боровицкая, А.И. Дедюрин, С.А.Масляев и др. // Физика и xимия обработки материалов. – 2008. – № C. 32 –
- Добровинська Е.Р. Енциклопедія сапфіру: монографія / Е.Р. Добровинська, Л.А. Литвинов, В.В. Піщік. – Харків: Інститут монокристалів, 2004. – 508 с.
- Зубаков В.Г. Технология оптических деталей: уч. пособие / В.Г. Зубаков, М.Н.Семибратов, С.К. Штандель. - М.: Машиностроение, 1985.
- Сердега Б.К. Комплексні дослідження якості сапфірових вікон сучасними неруйнівними методами / Б.К. Сердега, І.Є. Матяш, П.М. Литвин, В.П. Маслов, С.М. Кущовий // Вісник НТУУ «КПІ». Серія приладобудування. – 2012. – Вип. 43.
- Сердега Б.К. Модуляційна поляриметрія: монографія - К.: Наукова думка, 2011. – 260 с.
- Кардона М. Модуляционная спектроскопия: монографія; пер. з англ. – М: Мир, 1972. – 416 с.
- Jasperson S.N. An improved method for high reflectivity ellipsometry based on a new polarization modulation technique / S.N. Jasperson, S.E. Sahnattery // Rev. Sci. instr. – 1969. – – N6. – 761 –
- Маслов В.П. Фізико-технологічні проблеми з’єднання прецизійних деталей оптико-електронних приладів: монографія. - К.: НТУУ «КПІ», 2012. – 160 с.
- Матяш И.Е. Особенности поляризационно-модуляционной диагностики диэлектрической анизотропии материалов / І.Є. Матяш, Б.К. Сердега // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. – 2005. – №40. – с. 155 – 161.