Способ изготовления фильтров для ик-диапазона

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа изготовления фильтров для ИК-диапазона. Способ заключается в выращивании из смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS кристаллического слитка твердого раствора с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации. Слиток ZnSe1-xSx выращивают с варьируемым соотношением исходной смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS от 1:0.75 до 0.75:1 при температурах 1230-1270°C с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации 50-75°C. Технический результат заключается в расширении крайних значений граничной длины волны фильтров за счет расширения диапазона изменения концентрации х по длине слитка ZnSe1-xSx. 3 табл.

 

Изобретение относится к технологии оптического приборостроения и может быть использовано при изготовлении отрезающих фильтров ИК-диапазона (коротковолновая часть спектра) с различной граничной длиной волны, применяемых в спектральных приборах для устранения рассеянного излучения и побочных максимумов диспергирующих элементов, селекции отдельных участков спектра и линий источников оптического излучения.

Известен способ изготовления отрезающих фильтров с изменяющейся в диапазоне 0,38-0,44 мкм граничной длиной волны путем выращивания кристаллов твердого раствора ТlСl-Тl Вr различного состава и последующего разрезания полученных кристаллов на пластины перпендикулярно оси роста (И.С. Лисицкий, Н.В. Овсянникова, Т.И. Дарвойд, А.П. Белоусов. Коротковолновое спектральное пропускание кристаллов твердых растворов галогенидов таллия // Оптико-механическая промышленность.- 1981. - №4. - С. 16-17).

Недостатками этого способа являются ограниченный диапазон изменения граничной длиной волны получаемых фильтров, а также необходимость выращивания для каждой граничной длиной волны кристалла соответствующего состава, что усложняет и удорожает технологический процесс. Также недостатком способа является высокая летучесть и токсичность исходных компонентов (соединения таллия), что повышает требования к технике безопасности при изготовлении фильтров и снижает простоту и технологичность способа.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления отрезающих фильтров (Патент РБ №11644 от 28.09.2009. Левченко В.И., Постнова Л.И., Барсукова Е.Л.), заключающийся в выращивании из смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS кристаллического слитка твердого раствора ZnSe1-xSx.

Технический результат - расширение диапазона изменения концентрации х (от х=0.3 до х=0.9) по длине слитка в твердом растворе ZnSe1-xSx и как следствие расширение крайних значений граничной длины волны.

Технический результат достигается тем, что слиток ZnSe1-xSx выращивают с варьируемым соотношением исходной смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS от 1:0.75 до 0.75:1 при температурах 1230-1270°С с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации 50-75°С.

Сущность изобретения состоит в следующем. Слиток твердого раствора ZnSe1-xSx с градиентом состава по длине (от х=0.3 до х=0.9) выращивают из смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS, взятых в различных стехиометрических соотношениях (от 1:0.75 до 0.75:1), при температуре 1230-1270°С из паровой фазы в вакуумированной кварцевой ампуле и перепаде температуры между зонами испарения и кристаллизации 50-75°С и последующим медленным охлаждением до комнатной температуры. В процессе кристаллизации в холодном конце ампулы зарождается и растет кристалл твердого раствора (ZnSe)1-x(ZnS)x. Состав твердого раствора вследствие различной летучести бинарных компонент и различной стехиометрии закладки (с ростом концентрации ZnS) исходных компонент по мере роста изменяется в сторону увеличения концентрации менее летучей компоненты - ZnS. Это обеспечивает градиент состава от х=0.3 до х=0.9 в направлении роста. После завершения стадии выращивания печь с ампулой охлаждают до комнатной температуры и кристалл извлекают на воздух. Контролируемое медленное охлаждение синтезированного кристалла (со скоростями охлаждения не выше 50°С/час) позволяет получать высококачественные слитки с равномерным распределением состава и устойчиво воспроизводимыми свойствами. Затем слиток твердого раствора ZnSe1-xSx разрезают перпендикулярно направлению роста кристалла на пластины, которые подвергают шлифовке и оптической полировке. В результате получается набор пластин-фильтров с различным соотношением х и как следствие различной граничной длиной волны. Диапазон изменения граничной длины можно регулировать изменением соотношения исходных бинарных компонент. При соотношении бинарных компонент ZnSe и ZnS 1:0.75 максимальная концентрация х в твердом растворе ZnSe1-xSx составляет до 0.3-0.5. Как следствие граничная длина волны смещается в длинноволновую область спектра (до 0,395-0,480 мкм). При соотношении бинарных компонент ZnSe и ZnS 0.75:1 максимальная концентрация х в твердом растворе ZnSe1-xSx составляет до 0.9. Как следствие, граничная длина волны смещается в коротковолновую область спектра (до 0,340-0,365 мкм).

Пример 1

В качестве исходного материала для выращивания кристалла использовалась смесь бинарных компонент ZnSe и ZnS с соотношением 1:0.75. Исходные бинарные компоненты измельчали до размера зерна менее 1 мм, тщательно перемешивали и загружали в кварцевую ампулу с внутренним диаметром 10 мм, которую затем откачивали до остаточного давления 5×10-6 Тор и запаивали. Процесс выращивания кристалла проводили в горизонтальной печи при температуре кристаллизации 1230°С и перепаде температуры между зонами испарения и роста 50°С в течение 50 часов. После этого печь с ампулой охлаждали до комнатной температуры со скоростью 50°С/час и извлекали кристалл на воздух. Затем его разрезали алмазным диском перпендикулярно направлению роста на пластины толщиной 3,0 мм, которые подвергали последовательно двухсторонней шлифовке и оптической полировке абразивными порошками М28, М10, М5 и M1. Химический состав и соотношение компонент (х) нарезанных пластин определяли методом EDAX. Параметры фильтров определили по спектрам поглощения в диапазоне длин волн 0,3-3 мкм. Основные параметры (химический состав, крайние значения диапазона граничной длины волны и ширина диапазона граничной длины волны) и сопоставление с параметрами прототипа приведены в Таблице 1

Пример 2

В качестве исходного материала для выращивания кристалла использовалась смесь бинарных компонент ZnSe и ZnS с соотношением 1:0.75. Исходные бинарные компоненты измельчали до размера зерна менее 1 мм, тщательно перемешивали и загружали в кварцевую ампулу с внутренним диаметром 10 мм, которую затем откачивали до остаточного давления 5х10-6 Тор и запаивали. Процесс выращивания кристалла проводили в горизонтальной печи при температуре кристаллизации 1270°С и перепаде температуры между зонами испарения и роста 75°С в течение 50 часов. После этого печь с ампулой охлаждали до комнатной температуры со скоростью 50°С/час и извлекали кристалл на воздух. Затем его разрезали алмазным диском перпендикулярно направлению роста на пластины толщиной 3,0 мм, которые подвергали последовательно двухсторонней шлифовке и оптической полировке абразивными порошками М28, М10, М5 и M1. Химический состав и соотношение компонент (х) нарезанных пластин определяли методом EDAX. Параметры фильтров определи по спектрам поглощения в диапазоне длин волн 0,3-3 мкм. Основные параметры (химический состав, крайние значения диапазона граничной длины волны и ширина диапазона граничной длины волны) и сопоставление с параметрами прототипа приведены в Таблице 2. Из таблицы видно, что увеличение температуры синтеза до 1270°С перепада температуры между зонами испарения и роста до 75°С способствует увеличению концентрации х (увеличения концентрации менее летучей компоненты - ZnS).

Пример 3

В качестве исходного материала для выращивания кристалла использовалась смесь бинарных компонент ZnSe и ZnS с соотношением 0.75:1. Исходные бинарные компоненты измельчали до размера зерна менее 1 мм, тщательно перемешивали и загружали в кварцевую ампулу с внутренним диаметром 10 мм, которую затем откачивали до остаточного давления 5х10-6 Тор и запаивали. Процесс выращивания кристалла проводили в горизонтальной печи при температуре кристаллизации 1270°С и перепаде температуры между зонами испарения и роста 75°С в течение 50 часов. После этого печь с ампулой охлаждали до комнатной температуры со скоростью 50°С/час и извлекали кристалл на воздух. Затем его разрезали алмазным диском перпендикулярно направлению роста на пластины толщиной 3,0 мм, которые подвергали последовательно двухсторонней шлифовке и оптической полировке абразивными порошками М28, М10, М5 и M1. Химический состав и соотношение компонент (х) нарезанных пластин определяли методом EDAX. Параметры фильтров определи по спектрам поглощения в диапазоне длин волн 0,3-3 мкм. Основные параметры (химический состав, крайние значения диапазона граничной длины волны и ширина диапазона граничной длины волны) и сопоставление с параметрами прототипа приведены в Таблице 3. Из сопоставления данных таблицы 1 и таблицы 3 видно, что увеличение концентрации менее летучей бинарной компоненты - ZnS при закладке в ампулу с соотношением ZnSe:ZnS=0.75:1 и увеличении температуры синтеза до 1270°С способствует увеличению концентрации до х 0.9.

Способ изготовления фильтров для ИК-диапазона, заключающийся в выращивании из смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS кристаллического слитка твердого раствора ZnSe1-xSx с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации, отличающийся тем, что слиток ZnSe1-xSx выращивают с варьируемым соотношением исходной смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS от 1:0.75 до 0.75:1 при температурах 1230-1270°C с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации 50-75°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в качестве абсолютно черного тела в измерительной технике, теплотехнике и теплофизике. Светопоглощающий материал, полученный без вспомогательных подложек методом CVD, содержит пучки мало- и многостенных углеродных нанотрубок с латеральными отложениями в виде хаотично ориентированных фрагментов графена с размером до 10 нм, обладает способностью к формованию в ленты толщиной не менее 2 мм и плотностью 0,4 г/см3 с коэффициентом светопоглощения около 99,9%.

Изобретение относится к способу получения фотохромных оптических изделий. Способ включает (i) нанесение первого органического растворителя на поверхность оптической подложки с образованием смоченной органическим растворителем поверхности оптической подложки, (ii) нанесение отверждаемого фотохромного состава на смоченную органическим растворителем поверхность оптической подложки и (iii) по меньшей мере частичное отверждение вышеупомянутого отверждаемого слоя фотохромного покрытия.

Антибликовый фильтр для оптических устройств содержит стеклянную подложку с нанесенным на нее стеклообразным полимером, в которой на гладкую стеклянную подложку стеклообразный полимер нанесен в виде мелкой сетки из полукруглой калиброванной нити, плотно соединенной с поверхностью подложки, в которой ширина а и высота h ячейки сетки больше длины волны света а≥λ.
Изобретение относится к фильтру спектральной очистки для ЭУФ-нанолитографа с экстремальным ультрафиолетовым излучением с пропусканием 30-70% на длине волны 13,4 нм. Фильтр представляет собой многослойную пленку, нанесенную на высоко прозрачную поддерживающую сетку с ячейками, изготовленную из никеля или золота.

Изобретение относится к многослойным формованным изделиям, которые могут быть использованы в качестве плиты, пленки для теплиц или в качестве элемента окон. Формованное изделие (1) состоит из наружного слоя (2) и находящегося ниже наружного слоя (2) внутреннего слоя (3), выполненного из термопластичного полимера.

Изобретение относится к пленке, устойчивой к неблагоприятным погодным условиям, для окрашивания в желтый цвет световозвращающих формованных изделий, например дорожных знаков.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к элементам оптико-электронных систем, которые могут быть использованы для равномерного ослабления падающего излучения при высокой разнице спектрального отражения со стороны подложки и со стороны покрытия.

Изобретение относится к оптическим покрытиям, характеризующимся высоким уровнем поглощения электромагнитного излучения УФ, видимого или ближнего ИК-диапазона и низким коэффициентом отражения в области поглощения, а также высокой спектральной селективностью, и может быть использовано в лазерно-оптических системах для мониторинга и диагностики, в приборостроении и в электронной технике, при изготовлении приемников излучения, преобразователей солнечной энергии, устройств оптической обработки информации и т.д.

Изобретение может быть использовано в производстве элементов микроэлектроники, сенсорной техники. Гольмий-марганцевый сульфид с гигантским магнитосопротивлением включает марганец и серу и дополнительно содержит гольмий при следующем соотношении компонентов, мас.%: гольмий 2,5-15, марганец 47,5-35, сера 50.

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к получению сульфида галлия (II), являющегося перспективным материалом для полупроводниковой оптоэлектронной техники и инфракрасной оптики.

Изобретение относится к области полупроводникового материаловедения, а именно – к технологии получения тонких фоточувствительных пленок селенида свинца, широко используемых в изделиях оптоэлектроники в ИК-диапазоне 1-5 мкм, лазерной и сенсорной технике.

Изобретение относится к технологии получения селенида индия(III), широко используемого в микроэлектронике для получения детекторов ядерного излучения и при создании преобразователей солнечного излучения в качестве основы для такого материала, как диселенид меди(I) и индия CuInSe2.

Изобретение относится к коллоидной химии и нанотехнологии и может быть использовано в производстве люминесцентных материалов, сверхминиатюрных светодиодов, источников белого света, одноэлектронных транзисторов, нелинейно-оптических устройств, фоточувствительных и фотогальванических устройств.

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники, а именно к способам получения эпитаксиальных слоев полупроводниковых твердых растворов CdxHg1-xTe для изготовления на их основе фотовольтаических приемников инфракрасного излучения.

Изобретение относится к производству термоэлектрических материалов на основе теллуридов висмута и сурьмы. Способ заключается в предварительной очистке исходных компонентов методом вакуумной дистилляции, синтезе исходных компонентов в вакуумированных ампулах при нагреве до плавления и охлаждении, выращивании кристаллов методом вертикальной зонной перекристаллизации с применением высокочастотного нагрева, при этом выращивание кристаллов осуществляют путем не менее двух проходов со скоростью не более 2,5-3 см/ч, высокочастотный нагрев ведут на частоте 1,76 МГц с градиентом температур 200 К/см, а после выращивания кристаллов осуществляют приготовление порошка с наноструктурой размером не более 200 нм, обеспечивающей анизотропию свойств каждой частицы, брикетирование, спекание, а затем горячую экструзию.

Изобретение относится к технологии получения порошкового материала, содержащего наночастицы полупроводникового соединения, и может быть использовано в оптоэлектронике и медицине.

Изобретение относится к технологии синтеза полупроводниковых материалов и может быть использовано при массовом производстве тензочувствительных материалов на основе сульфида самария (SmS).

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для выращивания кристаллов в условиях микрогравитации. Ампула содержит герметичный корпус 1 из кварцевого стекла и коаксиально размещенный в нем герметичный кварцевый тигель 4 с загрузкой селенида галлия 5 и графитовые вставки 3, 7, при этом загрузка 5 помещается непосредственно во внутренний объем кварцевого тигля 4, а графитовые вставки 3, 7 размещены снаружи по обе стороны тигля 4, между корпусом 1 ампулы и одной из графитовых вставок 3, 7 установлен демпфирующий элемент 2 из углеграфитового войлока.

Изобретение относится к способам получения эпитаксиальных тонкопленочных материалов, а именно EuSi2 кристаллической модификации hP3 (пространственная группа N164, ) со структурой интеркалированных европием слоев силицена, которые могут быть использованы для проведения экспериментов по исследованию силиценовой решетки.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа изготовления фильтров для ИК-диапазона. Способ заключается в выращивании из смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS кристаллического слитка твердого раствора с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации. Слиток ZnSe1-xSx выращивают с варьируемым соотношением исходной смеси бинарных компонент ZnSe и ZnS от 1:0.75 до 0.75:1 при температурах 1230-1270°C с перепадом температуры между зонами испарения и кристаллизации 50-75°C. Технический результат заключается в расширении крайних значений граничной длины волны фильтров за счет расширения диапазона изменения концентрации х по длине слитка ZnSe1-xSx. 3 табл.

Наверх