Просветляющийся оптический фильтр

 

ПРОСВЕТЛЯЮЩИЙСЯ ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, выполненный в виде пластины полупроводникового монокристалла, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона просветления фильтра до 1,65-1,71 мкм, в качестве полупроводникового монокристалла выбран антимонид галлия, легированный кремнием с концентрацией 10 - 10 см.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А

ЗСЮ С 02 В 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,О

ОЕ (21) 3636205/24-10 (22) 23.06.83 (46) 07.10.84. Бюл. В 37 (72) В.Ф.Воронин, В.П.Грибковский, Н.Д.Жуков, Г.И.Рябцев и С.А.Сосновский

4 (53) 535.345.7(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

У 664136, кл. С 02 В 5/20, 19.12.77.

2. Michel А.Е., Nathan М.I. — Appl.

Phys. Letters", 1965,v. 6, у 6, р.101-102 (прототип). (54) (57) ПРОСВЕТЛЯЮЩИЙСЯ ОПТИЧЕСКИЙ

ФИЛЬТР, выполненный в виде пластины полупроводникового монокристалла, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона просветления фильтра до

1,65-1,7 1 мкм, в качестве полупроводникового монокристалла выбран антимонид галлия, легированный кремни47 qg -3 ем с концентрацией 10 — 10 см.

1117567

Изобретение относится к оптическим фильтрам, просветляющимся под действием мощного лазерного излучения, и может быть использовано в лазерной технике в качестве пассивных затворов, модуляторов лазерного излучения светоуправляемых транспорантов.

Известен просветляющийся оптический фильтр, выполненный в виде плас- 10 тины из стекла ЖС-18 L !3.

Однако рабочий диапазон этого фильтра ограничен синей областью спектра.

Наиболее близким к изобретению 15 по технической сущности является просветляющийся оптический фильтр, выполненный в виде полупроводниковой пластинки из арсенала галлия, легированного марганцем, с концентрацией 20 примеси (2,S-5) 10 см . Контраст указанного фильтра изменяется в пределах 2-6(21.

Однако известный фильтр работает на длине волны 0,84 мкм, кроме того, 25 он неудобен в использовании, поскольку требует охлаждения до температуры жидкого азота.

Целью изобретения-является расширение спектрального диапазона про- 50 светления фильтра до 1,65-1,71 мкм.

Указанная цель достигается тем, что в просветляющемся оптическом фильтре, выполненном в виде пластины полупроводникового монокристалла, в качестве полупроводникового монокристалла выбран антимонид галлия, легированный кремнием с концентрацией 7 9 -3

i0 — 10 см.

Работа данного фильтра основана на

40 нелинейном поглощении, выражающемся в увеличении оптического пропускания кристалла при мощном лазерном возбуждении. Обнаруженный эффект просветления наблюдается вблизи края собственного поглощения антимонида галлия, 45 легированного кремнием, и обусловлен насыщением поглощения при оптических переходах с участием примеси.

Минимальньй уровень концентрации крем1? -Ь ния (1о см ) соответствует уровню неконтролируемых примесей в антимониде галлия, а максимальный уровень ид концентрации (10 см ) является пределом растворимости примеси в полупроводниках.

На фиг.1 представлена зависимость коэффициента пропускания полупроводниковой пластины из легированного кремния антимонида галлия р-типа с лт -з концентрацией примеси 10 см от плотности потока возбуждающего излучения

S в спектральной области 1,651,68 мкм при температуре 248 К (с увеличением б от 0,5 10 до 4 -10 Вт/см

3 3 2 пропускание образца толщиной 67 мкм возрастает с 0,29 до 0,95 т.е. приблизительно в 3,3 раза); на фиг.2 зависимость Т(Б) для пластин толщиной 67 мкм (2) и 167 мкм (3), выполненных из антимонида галлия, легированных кремнием с концентрацией т -Ь

i0 см, при температуре 293 К (в интервале плотности потока излучения 175-500 Вт/см пропускание на длинах волн 1,68-1,69 мкм увеличивается,, соответственно, в 6 и 10 раз); на фиг.3 — зависимость Т(Ь ) для пластины из антимонида галлия, легированного кремнием с концентрацией

49 -З

10 см, толщиной 67 мкм на длине волны 1,69-1,71 мкм при температуре

293 К (с увеличением плотности потока излучения от 50 до 300-400 Вт/см пропускание увеличивается в 2,S раза).

Просветление фильтра на основе антимонида галлия имеет обратимый характер: после прохождения светового импульса, просветляющего образец, оптическое пропускание кристал:ла восстанавливается до исходного значения. Данный фильтр характеризуется высокой стабильностью и воспроизводимостью результатов.

1117567

0,6

0,9

0,2

<оо

0,02

100

Фиг. 5

ВНИЦПИ Заказ 7214/30 Тираж 496 Подписное

Фялнал ППП "Патент", г.Ужгород, уп.Проектнак, 4