Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Материал устойчив в нейтральной газовой среде при любых температурах вплоть до температуры плавления. На воздухе при температуре выше 350 °С он окисляется с образованием тонких поверхностных пленок, в вакууме заметно начинает испаряться при температуре выше 650 °С.
Получены заготовки оптической керамики ПОб диаметром до 200 и толщиной до 20 мм. Применяется в качестве подложек светофильтров в ИК-спектрофотометрах и окнах газовых лазеров на С02 со средней плотностью мощности. Приемники излучения с окнами из материала ПОб выдерживают охлаждение до температуры жидкого азота без растрескивания окон.
Метод газофазного химического осаждения позволяет получать селенид цинка и сульфид цинка с рекордными параметрами по оптическому качеству и габаритным размерам. Метод основан на химическом воздействии пара цинка с селеноводородом (или сероводородом) с образованием твердого продукта — селенида (или сульфида) цинка. Осаждение производится в вакуумной печи при
43
температуре 800 °С, общем давлении 20 мм (аргон) и парциальном давлении реагентов (цинка и селеноводорода) 1-2 мм. Продукт осаждается на твердой поверхности (на стенках реактора) в виде поликристаллического слоя с теоретической плотностью (5,27 г/см3 для селенида цинка) и размером зерна 50-100 мкм.
Заготовки селенида цинка получают размером до 500 и толщиной до 30 мм. Скорость роста составляет 0,06 мм/ч. Процесс роста длится несколько сотен часов непрерывно.
Полученный таким способом поликристаллический селенид цинка имеет показатель поглощения на длине 10,6 мкм (5 10) х
х 10-4 см-1, прозрачен в области 0,5-18,0 мкм (на уровне 50 % при п - 1 см), имеет прочность на изгиб до 60 МПа и термостойкость ДТ = 90 °С.
Электрооптическая керамика КЭОЮ представляет собой поликристаллический материал на основе цирконата-титаната свинца и лантана. В табл. 1.25 приведены свойства КЭОЮ состава Pb0 ggLa0 Qs(Zro gsTi-o 35)03 в сравнении с известной керамикой PLZT фирмы SANDJA (США). Интегральное пропускание элект-рооптической керамики КЭОЮ без учета потерь на отражение на длине волны Не - Аг-лазера (630 нм) составляет 60-65 % при толщине образца 0,8 мм.
Материал КЭОЮ устойчив к действию воды и щелочей и слегка растворим в минеральных кислотах, стоек в окислительной газовой среде вплоть до температуры плавления. При давлении
Таблица 1.25. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ
Параметр КЭОЮ PLZT
Плотность, г/см 7,82 7,80
Температурный коэффициент линейного расширения а • 106 °С-1: в сегнетофазе (20-150 °С) в парафазе (150-30 °С) 2,4 6,0 2,4 5,0
Температура плавления, сС 1300 1300
Точка Кюри,°С 150 150
Показатель преломления 2,47 2,50
Область прозрачности при толщине образца 0,25 мм, мкм 0,4-8,0 0,4-8,0
Диэлектрическая проницаемость при частоте 103 Гц и 20 °С 3000 3000
Коэрцитивное поле, кВ/см 5,0 8,0
Линейный электрооптический коэффициент, см/В со 03 о о 6,12 ¦ Ю10
Квадратический электрооптический коэффициент, см2/В2 5,6 ¦ ю12 -
44
1,33 Па и температурах выше 900 °С чернеет и становится непрозрачным из-за восстановления титана до трехвалентного состояния.
Разработанные приемы изготовления электрооптической керамики обеспечивают получение материала высокого качества и с хорошо воспроизводимыми параметрами. В настоящее время получены заготовки диаметром 125 мм.
Материал опробован в устройствах записи информации и модуляторах света и может быть использован для изготовления электрически управляемых светофильтров, оптических затворов. Мелкозернистая керамика (с размером зерна менее 4 мкм) используется в устройствах, работающих на эффекте электрически управляемого пропускания, крупнозернистая — на эффекте рассеяния.
Оптическая люминесцентная керамика KOJI1 представляет собой плотный и механически прочный прозрачный люминесцентный материал поликристаллической структуры; по химическому составу это сульфид цинка (ZnS), активированный ионами серебра (с массовой долей до 2 • 10~2 %) и содержащий до 1 % хлористого натрия. Керамику изготовляют методом горячего прессования в вакууме. Она имеет синее свечение и возбуждается ультрафиолетовыми, рентгеновскими и электронными лучами. Люминесцентная керамика чувствительна к ИК-излучению. В отличие от катодолюминесцентных стекол типа КЛС и порошковых рентгенолюминофоров типа Р450 керамика имеет более высокую яркость свечения. Люминесцентная оптическая керамика обладает высокой стойкостью к действию электронных лучей: при плотности тока 10~5 А/см2 устойчивость КОЛ1 в несколько раз превышает устойчивость монокристал-лических экранов. Материал не имеет отечественных и зарубежных аналогов. Световой выход катодолюминесценции 5 кд/Вт.
Оптическая керамика К011 представляет собой новую светорассеивающую среду. Это поликристаллический материал, получаемый методом горячего прессования фтористого магния (MgF2). Интегральный коэффициент диффузного пропускания К011 для видимого света в зависимости от толщины образца и условий его изготовления может колебаться от 15 до 35 %.
По своим рассеивающим характеристикам оптическая керамика К011 подобна молочным стеклам типа МС, благодаря высокой теплопроводности обладает лучшей термостойкостью; может применяться при температурах до 800 °С и в отличие от силикатных стекол типа МС очень устойчива к воздействию фторирующих соединений (фтора, фтористого водорода и т. д.) как в газообразной, так и в конденсированной фазах. Оптическая керамика К011 опробована в качестве рассеивателя света, работающего в газовой среде, содержащей пары фтора и фтористого водорода. Использование светорассеивающей керамики К011 значительно расширяет области применения оптических приборов и устройств, в которых необходимо преобразование направленных пучков видимого света в диффузные.
