Оптические свойства и технология пластически деформированных кристаллов.

• Автор: Ветров, Василий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 326 с. : ил.

Оглавление
Введение
ГЛАВА 1. КОНСТРУКЦИОННЫЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
1.1. Свойства конструкционных оптических материалов.
1.2. Оптические свойства лейкосапфира и алюмомагниевой шпинели в ИК области спектра.
1.3. Лейкосапфир - анизотропная оптическая среда.
1.4. Способы получения менисков.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИ МЕНИСКОВ И ЛИНЗ ИЗ
ЛЕЙКОСАПФИРА.
2.1. Выбор направления исследования. Неоднородная пластическая деформация
монокристаллов.
2.1.1. Анизотропия упругих свойств лейкосапфира.
2.2. Модернизация технологического оборудования.
2.3. Разработка основ технологии менисков и линз из лейкосапфира. 70 Исследование неоднородной пластической деформации лейкосапфира.
2.3.1 .Кристаллографические особенности пластической деформации дисков лейкосапфира при центрально-кольцевом изгибе.
2.3.2. Исследование влияния технологических параметров на процесс высокотемпературной пластической деформации дисков лейкосапфира.
2.4. Разработка технологии заготовок из лейкосапфира методом пластической деформации.
2.4.1. Методика расчета напряжений возникающих при деформации дисков.
2.4.2. Критерии пластической деформации дисков при центрально-кольцевом изгибе.
2.5. Механизм неоднородной пластической деформации лейкосапфира при центрально-кольцевом изгибе.
2.6. Технология заготовок менисков из лейкосапфира. 1
2.6.1. Получение исходных дисков лейкосапфира.
2.6.2. Высокотемпературная пластическая деформация дисков лейкосапфира.
2.6.3. Механическая обработка заготовки мениска.
2.7. Технология заготовок оптических линз из лейкосапфира. 1
2.8. Получение менисков из фторида лития методом центрально-кольцевого изгиба при постоянной скорости деформирования.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУСФЕРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК И ЛИНЗ ИЗ КРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ И ГЕРМАНИЯ
3.1. Исследование пластичности монокристаллов кремния при постоянной нагрузке.
3.2. Определение технологических параметров неоднородной пластической деформации кремния.
3.2.1. Кристаллографические особенности пластической деформации кремния при центрально - кольцевом изгибе.
3.2.2. Механизм пластической деформации кремния при центрально-кольцевом изгибе. I
3.3. Получение оптических деталей из текстурированного кремния.
3.4. Получение менисков и оболочек из германия.
3.4.1. Разработка основ технологии менисков и выпукло-вогнутых линз из оптического германия.
3.5. Технология выпукло-вогнутых линз из кремния и германия путем центрально-кольцевого изгиба.
3.6. Эффективность технологии менисков и полусферических оболочек методом центрально-кольцевого изгиба.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. НОВЫЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕНИСКОВ.
4.1. Рентгеновские исследования.
4.1.1.Методика широкорасходящегося пучка (ШРП).
4.1.2.0риентация основных кристаллографических плоскостей мениска.
4.2. Поляризационно-оптические исследования.
4.2.1. Методика измерений отклонений оптических осей от соответствующих радиальных направлений в мениске лейкосапфира.
4.2.2. Методика поляризационно-оптических исследований менисков 146 лейкосапфира.
4.3. Методика оценки коэффициента трения лейкосапфир-графит при высоких температурах. 147 КРАТКИЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ ИЗ
ТЕКСТУ РОВ АН НЫХ КРИСТАЛЛОВ.
5.1 .Рентгеновские исследования. Текстура менисков из лейкосапфира.
5.2. Оптико-физические характеристики образцов.
5.2.1. Поляризационно-оптические исследования.
5.2.2. Особенности оптических свойств деталей из текстурирванного лейкосапфира.
5.3. Оптические свойства оболочек из текстурированного кремния и германия.
5.4. Остаточные напряжения в менисках из текстурированного кремния.
Оценка оптической и механической однородности деталей.
5.5. Упругие характеристики текстурированного лейкосапфира и их зависимость от температуры.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.
ГЛАВА 6 ОПТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗ ТЕКСТУРИРОВАННОГО ЛЕЙКОСАПФИРА
6.1. Мениски.
6.2. Асферическая линза без двулучепреломления для параллельного пучка лучей.
6.3. Линза с минимальным двулучепреломлением для сходящегося пучка лучей.
6.4. Изменение фокусного расстояния линзы. 21

ческой оси) распространяются волны двух строго определенных поляризаций, скорость распространения которых различна. Естественный свет распространяется без изменений только вдоль оптических осей. Именно этим объясняется использование для изготовления защитных окон в виде плоскопараллельных пластин из лейкосапфира и фторида магния, ориентированных относительно оптической оси, или ограниченных плоскими поверхностями элементов: призмы, клинья.
У деталей из одноосных кристаллов есть дополнительная степень свободы - ориентация оптической оси кристалла относительно преломляющих поверхностей, если сравнивать с оптическими элементами из изотропного материала. При изменении направления оптической оси кристалла по отношению к поверхности детали можно управлять оптическими свойствами детали, обеспечивая новые свойства оптических элементов.
Рассмотрим общий случай. Свет, проходящий через кристалл в заданном направлении, распадается на две линейно - поляризованные волны (плоскости поляризации взаимно перпендикулярны), распространяющиеся с различными скоростями. В центральном сечении оптической индикатрисы плоскостью волнового фронта, т.е. плоскостью нормальной к направлению луча, направление главных полуосей совпадает с направлениями векторов электрической индукции волны, а длины этих главных полуосей равны показателям преломления.
Абсолютные величины оптической индикатрисы щ, п2, п3 -характерные параметры кристалла. Форма и ориентация индикатрисы определяется симметрией кристалла (табл. 9).
В кристаллах высшей категории оптическая индикатриса - сфера. Центральные сечения круговые, в показатели преломления равны друг другу, оптические свойства кристаллов изотропны, двойного лучепреломления нет.