Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка):
cf,...................................................... 96,83210,015
с?3.....................................................58,256710,0065
с?«....................................................... 105,9410,12
с&...................................................... 39,871 10,018
cf„...................................................-18,0642 10,0038
Показатели преломления (А. = 0,6926 нм) при 273 К:
по....................................................................... 1,541
к,....................................................................... 1,550
Область прозрачности, мкм...............................................0,15...4,5
341
Упругооптические коэффициенты кристаллов кварца для X = 0,50 мкм при Т = 300 К приведены ниже:
р м pys ри р\г рп р м р}\ р 41
0,128 0,098 -0,0685 0,25 0,259 -0,029 0,258 -0,042
Акустооптическое качество кристаллов кварца характеризуется следующими данными:
N-a V-л Е Mr 10-7, см2-с/r М2-10-|8,с3/г Мз-10-|2,см-с2/г
[001] [001] [010] 9,11 1,48 1,44
Более подробные данные о свойствах кристаллов кварца можно найти в справочнике «Акустические кристаллы» [2]. а-кварц является оптически одноосным и обладает свойством вращения плоскости поляризации. Различие в направлении вращения плоскости поляризации - одно из основных отличий левого и правого кристаллов а-кварца. Различие ориентации кристаллофизических осей в правом и левом кристаллах кварца приводит к изменению знака некоторых компонент тензоров p{j и с,у. Вследствие этого в левом и правом кристаллах различаются знаки компонент тензора фотоупругих постоянных/>i4, P4\,Pi4, Раъ />56, />65 и компонент тензора упругой жесткости Си, с24» с56. В результате изменения знаков отмеченных компонент меняется эффективная фотоупругая постоянная для анизотропной (в том числе коллинеарной) дифракции света на сдвиговых волнах, распространяющихся в плоскости ху. Поэтому акустооптические звукопроводы из кварца правой и левой ориентаций должны вырезаться го монокристалла так, чтобы иметь зеркально симметричное в плоскости 1х расположение граней относительно кристаллофизических осей [6].
Таблица 16.5. Скорость звуковых волн в кристаллах кварца
Кристалло- физическая ось Тип волны Скорость звука V¦ 105, см/с Направление вектора деформации и„ Волновая нормаль Njв Угол отклонения луча от волновой нормали,град
X L 5,75 1 0 0 1 0 0 0
S 5,10 0 0,52 -0,85 1 0 0 0
S 3,36 0 0,85 0,52 1 0 0 0
У L 6,01 0 0,91 0,42 0 0,92 0,39 23
S 3,92 1 0 0 0 0,92 -0,39 23
S 4,35 0 0,42 0,91 0 0,91 -0,42 24
г L 6,32 0 0 1 0 0 1 0
S 4,68 1 0 0 0 -0,29 0,96 -17
S 4,68 0 0 1 0 0,29 0,96 17
342
16.2.2. Дефекты кварца
В природных кристаллах кварца часто встречаются включения, трещины, пузырьки газа или жидкости, фантомы, свили. Специфическим дефектом кварца являются так называемые «голубые лучи», возникающие из-за включений рутила (ТЮг). Рутил кристаллизуется в виде длинных игл и не поглощает свет в голубой области спектра. Присутствие этих включений приводит к возникновению голубых парных полос. Современная технология получения искусственных кристаллов достаточно хорошо отработана, так что искусственные кристаллы обычно не содержат значительных макродефектов и имеют высокую оптическую однородность.
Наиболее часто встречающимся дефектом и в естественном, и в искусственном кварце являются двойники [7]. Двойники в кварце возникают как в результате срастания разориентированных областей, так и в результате деформации. Деформация кристаллов может происходить при выращивании и при последующей обработке (в частности, из-за нагрева кристаллов до температур, превышающих 573 °С). В кристаллах кварца наблюдается двойникование по трем основным законам: дофинейскому, бразильскому, японскому, а также встречаются двойники Лейдольта. Чаще других встречаются дофинейские (электрические) и бразильские (оптические) двойники. При двойни-ковании кристалла кварца по дофинейскому закону (рис. 16.5, а) два левых или два правых кристалла пронизывают друг друга. Эти двойники могут быть получены при механическом двойниковании и являются двойниками вращения (аксиальные двойники). Их возникновение можно описать поворотом вокруг оси L2 или оси L3 (рис. 16.6). При двойниковании по бразильскому закону (рис. 16.5, 6) правый
кварц срастается с левым по плоскости призмы (1120). Оси L3 у этих двойников параллельны.
Бразильские двойники являются двойниками отражения. Такие двойники не возникают при механической деформации и могут быть получены только в результате срастания. Двойники Лейдольта возникают в результате сочетания дофинейского и бразильского двойников. Двойникование по японскому закону (рис. 16.5, в) происходит при срастании так, что угол между осями сростков составляет 84°33'.
Из-за различия ориентации кристаллофизических осей в правом и левом кристаллах кварца в дофинейских двойниках (и в двойниках Лейдольта) в соседних сдвойникованных областях кристалла различаются знаки компонент тензора фотоупругих постоянных и компонент тензора упругой жесткости. В результате изменения знаков отмеченных компонент при переходе через границу двойника меняется эффективная фотоупругая постоянная для анизотропной (в том числе
