Методы контроля кристаллических оптических элементов когерентных источников излучения

• Автор: Горляк, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 186 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОГЕРЕНТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ ВУФ- И ИК- ОБЛАСТИ СПЕКТРА
1.1. Спектральное проявление дискретной и континуальной неупорядоченности кристаллов

1.2. Методы измерения потерь излучения в

оптических элементах

1.3. Влияние кислородосодержащих примесей на спектральную прозрачность монокристаллов фторидов

1.4. Технологические проблемы получения внутрирезонаторных элементов на основе

кристаллов кварца

Выводы
2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АНИЗОТРОПНЫХ СРЕД И СПОСОБЫ АНАЛИЗА НЕОДНОРОДНЫХ ОТРАЖАЮЩИХ СИСТЕМ
2.1. Теоретические и методические основы метода эллипсометрии
2.2. Методика определения оптических характеристик неоднородных отражающих систем
2.2.1. Методики расчета характеристик поверхностных слоев
2.2.2. Методика определения оптического профиля для неоднородного анизотропного поверхностного слоя
2.2.3. Изменение оптических характеристик поверхностного слоя при полировании
и ионной-плазменной обработке кварца
2.3. Методы определения оптических постоянных неоднородных сред

2.3.1. Метод иммерсионной эллипсометрии
2.3.2 Методы определения ориентации оптической оси и оптических постоянных одноосных поглощающих кристаллов
Выводы
3. АППАРАТУРА ДЛЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Методы математической обработки результатов измерений
поляризационно-оптических характеристик оптических анизотропных элементов
3.2. Аппаратурное обеспечение эллипсометрического метода.
3.3. Анализ методик измерения нормированной матрицы
отражения анизотропной отражающей системы
3. 4. Выбор и анализ схемы эллипсометра
3. 5. Автоматизированный универсальный фотометрический
эллипсометр
3.5.1. Принцип работы эллипсометра
3.5.2. Случайные погрешности в эллипсометре
3.5.3. Устройство эллипсометра
3.6. Особенности построения эллипсометра
3.7. Программное обеспечение автоматического эллипсометра
Выводы
4. ОСОБЕННОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ И ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ФТОРИДОВ
4.1. Интерференционные методы метрологической аттестации эллипсометров
4.2. Аттестация эллипсометра по образцовым средствам измерения

4.3. Метрологическая аттестация аппаратуры и калиброванных ослабителей излучения для спектроскопических измерений
Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЗРАЧНОСТИ И АДСОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛОВ МЕТОДАМИ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ И ВУФ-СПЕКТРОСКОПИИ
5.1. Особенности получения монокристаллов фторидов ЩЗМ
в лабораторных условиях
5.2. Основные закономерности изменения состояния поверхности оптических элементов при механической
и термической обработке
5.3. Основные закономерности изменения прозрачности оптических элементов в ВУФ области спектра
в процессе химической обработки и хранения монокристаллов фтористого магния
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ. Уравнение эллипсометрии для неоднородных слоев
одноосных кристаллов

характерен высокий коэффициент пропускания как в УФ-, так и в ИК-областях спектра. В то же время исчезновение дополнительных полос поглощения в ВУФ-области спектра не было достигнуто, так как независимо от вида исходного сырья имелись полосы поглощения на длинах волн Х=150-160 нм и Х=205 нм. Автор на основе условий выращивания и поведения кристаллов при "]( - облучении дозой до 7,5-10 Р делает вывод, что обнаруженные полосы являются результатом внедрения кислорода в решетку СаГ2.
Сопоставлением приведенных данных по изменению оптических характеристик Са?2 после выращивания м термической обработки на воздухе можно сделать вывод, что для первых характерно присутствие КСП в виде О2"-ионов, которые сильно влияют на прозрачность в областях коротких волн. Согласно [31] кислородные ионы сильно поглощают в области Х~160 нм и далее в сторону коротких длин волн и поэтому достаточно ничтожного количество этих примесей, чтобы кристаллы становились непрозрачными.
В работах [32-35] по термической обработке фторидов ЩЗМ указывалось на образование КСП в форме О2", ОН, С032" -ионов. С точки зрения влияния кислородосодержащих примесей на прозрачность исследуемых кристаллов следует заметить, что образование этих примесей приводило не только к появлению дополнительных полос поглощения, но и к общему падению прозрачности вплоть до длинноволновой границы пропускания. После термической обработки до б = 114 часов при Т = 1020°С Са¥г был совершенно непрозрачен для частот более
3600 см"1 [36].
Изменение прозрачности в области коротких длин волн хорошо продемонстрировано в работе [32] - термическая обработка в интервале Т= 1000-1100° С приводила к смещению границы от Х~200 нм до Х-400 нм для СаР2, а для ЗгР2 наблюдалось лишь образование полосы при Х-210 нм, смещение границы не имело места.
Влияние КСП на прозрачность МяР2 рассматривалось в работе [37] при получении поликристаллов путем прессования. Если исходный порошкообразный 1^Р2 сильно прогревался даже непродолжительное время при 700° С, то наблюдалось разбухание и сильное сопротивление к уплотнению. Рентгеновский анализ обнаружил образование неизвестной второй фазы, а спектрометрический анализ показал образование полос поглощения при =2, 75, 5,0 и 6,7 мкм, связанных ОН*-ио-
нами, и общее падения прозрачности в ИК-области. Варьированием