Способ измерения разориентировки оптически прозрачных монокристаллов

 

8 сесо:о., Ф патент„

%М

ОП ИСА Е

«»797379

Союз Советских

Соннаннстнческнх

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рвснублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.07.79 (21) 2794048/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликова|но 30.01.82. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 07.02.82 (51) М.Кл. G 02 F 1/11

Государственной комитет но денам изобретений и открытий (53) УДК 535.511 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Тищенко, Д. В. Шелопут и Е. Г. Морозов

Институт автоматики и электрометрии

Сибирского отделения АН СССР, институт физики полупроводников Сибирского отделения АН СССР и Пышминский опытный завод «Гиредмет» (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗОРИЕНТИРОВКИ

ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к способам измерения кристаллографической разориентировки оптически прозрачных монокристаллов.

Известен способ ориентации монокристаллов, при помощи световых фигур, которые получаются при отражении от плоскостей, связанных с кристаллической решеткой и появляющихся на микроскопах при резке монокристаллов (1). Этот способ применим не для всех кристаллов, носкольку- не все кристаллы имеют такие сколы при резке, в которых хорошо проявляются плоскости, связанные с кристалличеоким строением материала.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ, основанный на направленком облучении кристалла рентгеновским излучением (2).

При этом фиксируется рентгенограмма дифракции на кристаллической структуре и измеряется положение порядков дифракции.

По положению порядков дифракции относительно их стандартов положения для данной оси данного кристалла определяется и измеряется разориентировка кристалла.

К недостаткам этого способа следует отнести необходимость использования сложных установок. Кроме того, требуется защита при работе с рентгеновским излучением. Расшифровка и измерение дифракционной картины — сложная операция, требующая высокой квалификации обслуживающего персонала. В некоторых случа5 ях дифракционная тсартина получается Нечеткая и неоднозначная и требуется длительная экспозиция для ее фиксации.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения разориентироьан10 ных монокристаллов.

Поставленная цель достигается тем, что в кристалле возбуждают ультразвуковой пучок, просвечивают кристалл широким пучком света перпендикулярно направлению распространения ультразвука и формируют на экране теневую картину столба ультразвука в кристалле с помощью оптической системы из двух линз и диафратмы, гасящей свет нулевого порядтса дифЮ ракции света на ультразвуке, затем тра экране по отклонению столба звука от нормали к плоскости излучателя измеряют разориентировку кристалла.

На чертеже приведена схема устройства для реализации способа.

Кристалл 1, разориентировки которого необходимо измерить с закрепленными на нем излучателями ультразвука 2, устанавливают перед источником света 3. 3а крисзб таллом располагают систему из двух поло797379

Г

) ф

/О /

Составитель В. Масленников

Корректор С. Файн

Текред Л. Куклина.Редактор Н. Коляда

Заказ 25/33 Изд. № 104 Тираж 515 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» жительных линз 4 и 5, диафрагмы 6 н экрана 7.

Кристалл,1 просвечивают параллельным пучком от источника света, диаметр которого больше поперечных размеров кристалла. Плоскости 8 и 9 кристалла, перпендикулярные направлению распространения света, предварительно должны быть отполированы.

Через плоскость 10, разориентацию которой измеряют, возбуждают излучателем,З в кристалле ультразвуковой пучок, который модулирует показатель преломления, и тем самым создает фазовую дифракционную решетку, на которой происходит дифракция света. Для получения теневой картины кристалла со звуковым столбом используется система из двух положительных линз 4 и 5, расположенных друг от друга на расстоянии, равном сумме их фокусных расстояний, и диафрагмы 6, гасящей свет нулевого порядка дифракции, находящейоя между ними в фокусе первой линзы. 3а второй линзой на экране 7 формируется теневая картина кристалл а, на которой выделяется по яркости изображение звукового столба. В том случае, если плоскость, через ксггорую возбуждается ультразвук, разориентировава от основной кристаллографической плоскости на какойли бо угол, поток звуковой энергии будет отклоняться от нормали к этой плоскости.

Величина угла отклонения определяется анизотропией упругих свойств кристалла и измеряется непосредственно на экране.

Для каждого кристаллического материала устанавливается расчетным либо экспериментальным путем зависимость угла кристаллографической разориентировки от измеряемого на экране угла отклонения звукового столба от нормали (в условных единицах) .

Для материалов с достаточно высокой упругой анизотропией измеряемый Ба экране угол во много раз больше угла разориентировки.

Например, для кристаллов парателлурита при распространении, звука по н а5 правлению, близкому к оси (.110), это увеличение может равняться 50. В этих случаях может быть существенно повышена точность измерения.

Применение данного способа позволит

10 существенно ускорить процесс изготовления ориентированного кристалла.

При этом исключается использование вредного для здоровья рентгеновского излучения. Наконец, способ дает возмож15 ность получить наглядную картину разориентировки, используя простые и дешевые средства.

20 Формула изобретения

Способ измерения разориентировки оптически прозрачных мои акр исталлов, при котором кристалл облучают электромагнитным излучением, дифрагирующим на кристалле, о т л и ч а ю щ и и ся тем, что с целью упрощения процесса измерения, возбуждают в кристалле ультразвуковые колебания, просвечивают кристалл пучком

30 света перпендикулярно направлению распространения ультразвука, формируют на экране картину столба ультразвука в крис талле, гасят свет нулевого порядка дифракции света на ультразвуке, затем на эк35 ране по отклонению столба ультразвука от нормали к плоскости излучателя измеряют разориентировку кристалла.

Источники информации принятые во

40 внимание при экспертизе:

1. Патент США № 4002410, кл, G 01 N 21/04, опу блик. 1978.

2. Патент США № 3716712, кл.

G 01 N 21/04, опублик. 1973 (прототип).