Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка):
Недостатком такого фильтра является низкая разрешающая способность (до 330 нм). Следует заметить, что преимущество материалов с высоким Mi наиболее ярко проявляется в дефлекторах и модуляторах. В фильтрах это преимущество проявляется гораздо слабее, так как важнейшая характеристика фильтра - разрешающая способность - определяется не величиной Mi, а длиной акустооптического взаимодействия.
16.4. МОЛИБДАТЫ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ
16.4.1. Структура и физические свойства кристаллов РЬМо04 и СаМо04
Привлекательными с точки зрения использования в акустооптике оказались молибдаты и вольфраматы щелочноземельных ионов, так как при относительной мягкости они содержат тяжелые ионы. В первую очередь это относится к молибдату и вольфрамату свинца. Оба эти кристалла обладают весьма высокими АО свойствами, но из-за лучшей технологичности практическое применение получил только молибдат свинца (РЬМоО.*) [24]. Молибдат кальция (СаМо04), не обладая высоким акусто оптическим качеством, благодаря удачному сочетанию свойств оказался перспективным для создания перестраиваемых АО фильтров, основанных на коллинеарном АО взаимодействии света и звука. В последнее время разработана технология получения кристаллов PbW04, поскольку они оказались эффективными быстродействующими сцинтилляторами. Возможно, PbW04 найдет применение и в акустооптике.
Структура и свойства вольфраматов и молибдатов подробно рассмотрены ранее [45]. Ионные радиусы Мо6+ и W6+ одинаковы (0,065 нм), близки и размеры анионов [Мо04]2- и [WO4]2- (0,254 и 0,257 нм соответственно). Однако, несмотря на большое сходство, эти анионы 354
обладают некоторыми особенностями: из-за
меньшей экранировки ядра иона Мо6+ связи Мо -О имеют большую ковалентность, чем W - О.
Это приводит к большей поляризации аниона [М0О4]2-, чем [WO4]2-, что определяет меньшую температуру плавления молибдатов при одинаковых с вольфраматами составах. Анионы [М0О4]2-и [WO4]2- и относительно небольшие катионы Ме2+
(Mg, Си, Ni, Со), радиус которых меньше 0,1 нм, в основном образуют структуры типа вольфрамита - пространственная группа I4i/a (C64tl). Структуру вольфрамита можно рассматривать как искаженную гексагональную плотнейшую упаковку ионов кислорода, в которой половина кислородных октаэдров занята катионами Ме2+ и Мо6+ (или W6+). Одинаковые катионы находятся в плоскостях {100}. Более крупные катионы Ме2+ (Cd, Са, Sr, Ва, РЬ) образуют с анионами [Мо04]2- и [WO4]2- структуры типа шеелита и имеют тетрагональную симметрию. В структуре шеелита (рис. 16.18) тетраэдры [М0О4]2- соединяются посредством Ме2+ - восьмивершинников в зигзагообразные цепочки. Восьмивершинники соединяются боковыми ребрами в спирали вокруг винтовых осей четвертого порядка [001]. Более подробно структуры молибдатов и вольфраматов описаны в [25]. Основные свойства кристаллов РЬМо04И СаМоО4приведены ниже:
Рис. 16.18. Структура шеелита.
О - ионы Me2*; • - ионы Мо4*; О
ионы 02-
Симметрия:
Параметры решетки, им;
а................
Температура плавления, °С........................
Твердость по Моосу.......................................3
РЬМоО< СаМоО<
4/т
14/т
...367,13 201,04
6,95 4,30
... 0,543 0,5213
... 1,211 1,1395
... 1070 1449
355
12*
Теплопроводность при 25 °С, Вт/(м К)..............22 38,5
Спайность...............................Несовершенная по {101 },{112},{001}
Диэлектрическая проницаемость.....................40 12,5
Коэффициенты преломления (Т — 293 К):
No.........................................2,38 1,99
N,.........................................2,25 1,98
Двупреломление AN................................0,13 0,0092
Скорость звука (сдвиговые волны), м/с............2000 2954
Упругие и фотоупругие свойства кристалла молибдата свинца детально исследованы [26] с помощью измерения скоростей звука им-пульсно фазовым методом и из картин дифракции Шеффера - Бергмана. Средняя точность измерения скоростей звука составляла 2...3 %. Полученные с помощью этих измерений характеристики скоростей звука и упругие константы приведены в табл. 16.8.
Коэффициенты упругости кристаллов РЬМоС>4 приведены ниже, 1010 Н/м2:
Таблица 16.8. Характеристики упругих волн в кристаллах РЬМоО« [26]
Направ- ление волновой нормали Тнп волны Скорость 103 см/с Направляющие косинусы вектора смещения s9 Направляющие косинусы вектора лучевых скоростей 5?
РI рг Pi X, Я.2 Хз
*[100] qL 4,00 0,98 0,19 0 11° 0,967 0,254 0 14°40'
qS 2,15 -0,98 -0,98 0 -11° 0,72 -0,695 0 -44°
S 1,95 0 0 1 0 1 0 0 0
z[001] L 3,70 0 0 0 0 0 0 1 0
S 1,95 1 1 0 0 0 0 1 0
S 1,95 0 0 1 0 0 0 1 0
[ПО] qL 4,25 -0,6 -0,6 0 -8°30' 0,81 0,588 0 -9°
qS 1,70 0,8 0,8 0 8°30' 0,133 0,991 0 51°
S 1,95 0 0 1 0 0,707 0,707 0 0
-17° ху L 3,75 -0,292 -0,292 0 0 0,956 -0,292 0 0
S 2,55 0,956 0,956 0 0 0,956 -0,292 0 0
S 1,95 0 0 1 0 0,956 -0,292 0 0
28° ху L 4,35 0,47 0,47 0 0 0,88 0,47 0 0
S 1,30 -0,88 -0,88 0 0 0,88 0,47 0 0
S 1,95 0 0 1 0 0,88 0,47 0 0
[101] qL 3,85 0,10 0,10 0,67 7°30'
42°30'
qS 2,20 0,83 0,83 -0,45 68°
