Способ оценки оптической стойкости твердых прозрачных материалов

 

СПОСОБ ОЦЕНКИ ОПТИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ТВЕРДЫХ ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ , включающий облучение образ ца материала сфокусированным лазер ным излучением и определение его минимальной интенсивности, приводящей к повреждению материала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разрушений материалов и снижения трудоемкости анализа, лазерное .излучение фокусируют на дефектах образца материала , определяют минимальную интенсивность излучения, приводящую к поврежцению материала для каждого типа дефектов, а оптическую стойкость других образцов материала оценивают по наличию в них дефектов различного типа без их облучения .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄ,;1150523 А

4(g!) G 01 N 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР}дГГИЙ (21) 3645293/24-25 (22) 22.09.83 (46) 15.04.85. Бюл, ¹ 14 (72) А.В, Горбунов, В.Я, Емелин и Н.В. Классен (71) Институт физики твердого тела

АН СССР (53) 535.24 (088.8) (56) 1. Патент США № 3999865, кл. G 01 N 17/00, 1978.

2. Патент США № 3639066, кл. С 01 N 17/00, 1967 (прототип) ., (54)(57) СПОСОБ ОЦЕНКИ ОПТИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ТВЕРДЫХ ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий облучение образца материала сфокусированным лазерным излучением и определение его минимальной интенсивности, приводящей к повреждению материала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разрушений материалов и снижения трудоемкости анализа, лазерное .излучение фокусируют на дефектах образца материала, определяют минимальную интен.сивность излучения, приводящую к повреждению материала для каждого типа дефектов, а оптическую стойкость других образцов материала оценивают по наличию в них дефектов различного типа без их облучения.

50523 2

1полнительный лазер 2 подсветки, фокусирующие линзы 3 и 4, исследуемый образец 5, микроскоп 6, делительную

40 пластинку 7, фотоприемник 8 и осциллограф 9.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки оптической стойкости твердых прозрачных материалов, включающему облучение образца материала сфокусированным лазерным излучением и определение его минимальной интенсивности, приводящей к повреждению материала, лазерное излучение фокусируют иа дефектах образца материала, определяют минимальную интенсивность излучения, приводящую к пов- 5 реждению материала для каждого типа дефектов, а оптическую стойкость других образцов материала оценивают

1 11

Изобретение относится к способам определения оптической стойкости прозрачных оптических элементов, предназначенных для использования в мощных лазерных системах, и может применяться для контроля оптической стойкости образцов оптических материалов и изделий из них.

Известен способ оценки оптической стойкости твердых оптических материалов, включающий облучение образца оптического материала импульсом сфокусированного лазерного излучения„ и регистрацию на экране осциллографа импульса излучения, падающего на образец, и импульса излучения, прошедшего через него, О повреждении материала судят по искажению формы импульса излучения, прошедшего через образец .$1 ).

Недостатком этого способа является разрушение материала. Кроме того, необходимость набора статистики при получении результатов приводит к большой трудоемкости анализа.

Наиболее близким к предлагаемому является счособ оценки оптической стойкости твердых прозрачных материалов, включающий облучение образца материала сфокусированным лазерным излучением и определение минимальной интенсивности излучения, приводящей к повреждению материала (2).

Недостатками известного способа являются относительно большой объем разрушений материала и высокая трудоемкость анализа.

Цель изобретения — уменьшение разрушений материала и снижение трудоемкости анализа.

5

t0

30 по наличию в них дефектов различного типа без их облучения.

Для обнаружения и классификации дефектов, а также для регистрации начала разрушения материала в области дефектов наиболее удобно использовать микроскоп с дополнительной подсветкой непрерывным или импульсно-периодическим светом. Дефекты материала различного типа можно отличить по размеру, форме, диаграмме рассеяния, геометрии расположения, концентрации. Начало разрушения материала в области дефектов обнаруживается по вспьппкам свечения и увеличению интенсивности рассеянного на дефекте света.

После определения минимальной интенсивности излучения, приводящей к повреждению материала для каждого типа его дефектов определение оптической стойкости материала проводят без использования его облучения лазерным излучением. Для этого регистрируют наличие в образце дефектов различного типа и определяют оптическую стойкость материала в соответствии с минимальной интенсивностью излучения, приводящей к повреждению материала для наиболее легкоповрежцаемого типа дефектов, обнаруженных в образце.

На чертеже схематически изображен один иэ вариантов устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит лазер 1,доДля реализации способа перемещением линз 3 и 4,совмещают области фокусировки излучения лазеров 1 и 2, фокусируют микроскоп 6 в объем образца и находят различные типы дефектов материала. После этого совмещают область Фокусировки излучения лазеров с дефектом материала перемещением образца и проводят облучение образца излучением лазера 1, постепенно повышая мощность излучения,. которую определяют, отводя часть пучка на фотоприемник 8.

Определяют минимальную интенсивность излучения, приводящую к пов-. реждению материала для каждого типа дефектов, обнаруженных в образце.

Составитель Г. Коломейцев

Техред H.Àñòàëîø Корректор В. Бутяга

Редактор С. Лисина

Заказ 2133/32

Тираж 897 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

3 1

Для оценки оптической стойкости других образцов материала определяют наличие в каждом из них дефектов и оценивают их оптическую стойкость по минимальной интенсивности излучения, приводящей к повреждению материала для наиболее легко повреждающегося типа дефектов материала, обнаруженного в образце.

Пример. Оценивали оптическую стойкость кристаллов NaCI на длине волны СО -лазера 10,6 мкм согласно предлагаемому и известному способам по разрушению лазернья импульсом.

В образце материала были обнаружены следующие типы дефектов материала и определены минимальные интенсивности излучения, приводящие к повреждению материала в области дефектов: кристаллиты размером 510 мкм с концентрацией 10 -10-4 см (минимальная интенсивность 12 ° 10" Вт/см ), случайные частицы округлой формы размером 1-2 мкм с

150523 4 концентрацией 103 — 10 см (58 10 Вт/см ), частицы размером менее 1 мкм, расположенные в виде цепочек (10 Вт/см ). .Затем определили наличие данных типов дефектов в других образцах материала и сравнили оценки оптической стойкости этих образцов, сделанных сог.ласно предлагаемому способу, с

10 результатами измерений, получен" ньяи согласно известному способу.

Для всех образцов получено хорошее совпадение результатов оценки и измерения оптической стойкости ма15 териала.

Таким образом, по сравнению с известным способом предлагаемый способ позволяет определить оптическую стойкость твердых прозрачно ных материалов с минимальными разрушениями материала и с малыми затратами времени, так как предлагаемый способ не требует многократного облучения каждого контролируемого

25 оптического иэделия.