Способ контроля качества кристаллов Советский патент 1977 года по МПК G01N27/78 

m - число участков кристалла, в которых производят измерения; / - число переходов;

/от - интеисивиость линий от неэкранируемой части кристалла.

Исследуемый кристалл помещают в короткозамкнутый волновод, являющийся согласованной нагрузкой резонатора, снаружи которого расположена перемещаемая ф рромагнитная обойма. Кристалл ориентпруют таким образом, что его главная ось совпадает с направлением внещнего магнитного поля. Исследуемую часть кристалла экранируют, при этом в кристалле создают высокочастотное поле. Резонансное поглощение в кристалле нарущает согласоваиие системы «резонатор - стержень, что приводит к изменению коэффициента отражения. Иоследнее фиксируется как сигнал (ЭПР).

Измерение спектров ЭПР осуществляют в нулевой ориентации в каждом участке кристалла, последовательно экранируемом от внещнего магнитного поля при ориентации главной оптической оси вдоль направления магнитного поля. Затем кристалл ориентируют относительно внещнего магнитного ноля в другие магнитные оси и искажение спектра ЭПР измеряют таким же образом на всех оставщихся переходах. Для каждого перехода записывают две лииии ЭПР, отличающееся интенсивностью (меньщая по интенсивности линия относится к измеряемому частку кристалла). При наличии дефектов в кристаллической структуре линии ЭПР расщепляются на две или несколько компонент в зависимости от степени искажения кристаллической структуры.

Сущность способа иоясияется на примере рубинового стержня диаметром 8 мм и длиной иОм, имеющего концентрацию трехвален;-1 о го хрома 0,03 вес.%, который помещают в измерительиый короткозамкнутый волновод видеорадиоснектрометра с рабочей частотой 9380 Мгц. Исследуемый стержень вращают до тех пор, пока главная оптическая ось С не совпадает с направлением внешнего постояпного магнитиого поля Но, о чем судят по смещению линий ЭПР на экране осциллографа, при этом угол в между осью С и иаправлением магнитного поля равен «О. Записав спектры ЭПР на переходах и , стержень поворачивают вокруг оси на 90° и записывают

спектры ЭПР на переходах 1/2 - 3/2 и --1/2 - 3/2. (Обозначение переходов по Шульцу-Дюбуа).

Количественную характеристику искажений рассчитывают по выше приведенной формуле.

При ,4 стержни признают годными для использования в ОКГ.

При ,4 стержни для иснользования в ОКГ не годятся.

Цифровой критерий годности кристаллов для ОКГ определен экспериментально.

Описываемый способ обеспечивает количественную оценку качества кристаллов, что сокращает продолжительность отбора кристаллов для оптических кваитовых геиераторов и позволяет снизить затраты на изготовление партии рабочих тел генераторов.

Формула изобретения

Способ контроля качества кристаллов путем помещения их в постоянное магнитное поле в нулевой ориентации и измерения искажений спектра электронного парамагнитного резонанса на переходах в участках кристалла, последовательно экранируемых от магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью получения количественной оценкн, производят дополнительные измерения искажений спектра на оставшихся переходах при ориентации кристалла в другие магнитные оси относительно магнитного поля н судят о качестве крпсталла по сумме искажепнй лииий спектра ЭПР, вычисляемой по формуле

V ч

К

Ж1

1 1

де (3 - сумма искажений липни спектра

ЭПР;

/U - интенсивность линий, ноявивщихся в спектре нарущения однородности

кристаллической структуры; п-чнсло дополннтельных пиков; т - число участков крпсталла, в которых производят измерения; i-чнс.чо переходов;

/от - интенсивность линий от неэкранируемой части кристалла.