187221. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akusztooptikai anyagokban akusztikus elnyelő tartomány kialakítására
187 221 3 . A találmány tárgya eljárás akusztikus (ultrahang) elnyelő tartomány kialakítására akusztooptikai anyagokban. Akusztooptikai eszközöket az optika, optikai információ-továbbítás, rádióelektronika és egyéb lézermodulációt igénylő berendezések területén kiterjedten használnak. Ai akusztooptikai eszköz általánosságban lézer fényforrásból, nagyfrekvenciás elektromos jeladóból, elektroakusztikus átalakítóból, akusztooptikai anyagból és ultrahangelnyelőből (akusztikus elnyelőből) áll (J. K. Robrin: Upravlenyija opticseszkim lucsom /Moszkva, 1977/). A működés elve, hogy a nagyfrekvenciás elektromos jel az elektroakusztikus átalakítóban akusztikus hullámmá átalakítva az akusztooptikai anyagban kölcsönhatásba kerül a rá merőlegesen beérkező lézerfénnyel, és azt a nagyfrekvenciás jelnek megfelelően változtatja. A nagyfrekvenciás hang (ultrahang) az akusztooptikai anyag határfelületéről visszaverődik, és zavaró jelet eredményez. Ezt a zavaró jelet küszöbölik ki az akusztooptikai anyaghoz csatolt ultrahangelnyelő (akusztikus elnyelő) alkalmazásával. Az ultrahangelnyelő alkalmazása kiszélesíti az eszköz dinamikus tartományát és megjavítja az időkarakterisztikáját. A jó ultrahangelnyelő akusztikus impedanciája közel áll az alkalmazott akusztooptikai anyagéhoz. Ilyen esetben minimális a határfelületről történő ultrahang visszaszórás. Az optikailag átlátszó akusztooptikai anyagok közül a paratellurit (TeOj) egykristály rendelkezik a legjobb alkalmazási tulajdonságokkal, mert széles hullámhossz-tartományban átlátszó, megmunkálási szempontból nem túlságosan puha, levegővel és vízgőzzel szemben ellenálló, és az akusztooptikai jósági tényezője akusztikus nyíróhullámokra a legnagyobb ismert érték (Ma = 1,2X10~15 s3g“'),ezért példaként, de az akusztooptikai anyag típusának korlátozása nélkül a találmány szerinti eljárást paratellurittal kapcsolatban ismertetjük részletesen. Az eddig ismert megoldások közös jellemzője az, hogy az akusztooptikai eszközökben különálló akusztooptikai anyagot és ultrahangelnyelőt alkalmaztak, amelyeket párologtatott vékony fémréteg segítségével, optikai ragasztóanyaggal vagy a nagypontosságú párhuzamosságra megmunkált felületek közvetlen illesztésével csatlakoztattak egymáshoz. A paratellurit egykristályhoz — a kristály anyagának akusztikus impedanciáját figyelembe véve — ultrahangelnyelőként kalkogenid üvegeket használtak fel, amelyeket Pb-Bi-Sn ötvözetek segítségével csatlakoztattak az akusztooptikai anyaghoz (lásd például az 55 583/70. sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi bejelentést). Az ismert megoldások közös hátránya az, hogy az illesztési művelet rendkívül bonyolult (elsősorban a közvetlen illesztés igényel abszolút pontosságú megmunkálást), és tökéletesen visszaverődésmentes elnyelő réteg egyik ismert módszerrel sem alakítható ki. Vizsgálataink során arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy tökéletes visszaverődés-mentességet érhetünk el akkor, ha az akusztikus elnyelő (ultrahangelnyelő) tartományt magában az akusztooptikai anyagban alakitjuk ki. így a mindeddig több különböző anyagú és összetételű elemből álló akusztooptikai anyag-ultrahangelnyelő rendszert egyetlen 4 anyagból, esetenként egyetlen munkafolyamatban állí hatjuk elő, és ezáltal a bonyolult illesztési műveleteket is teljesen kiküszöbölhetjük. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az akusztooptikai anyagokban hibahelyek irányított kial rkitásával hozhatunk létre tökéletesen visszaveri dés-mentes ultrahangelnyelő tartományt. Már korábban is ismert volt, hogy az alTusztooptikai anyagokban (például a paratellurit egykristályban) a kristálynövesztés során fellépő különböző zavarok következtében hibahelyek képződhetnek, ame'yek kiküszöbölésére a szakirodalomban különféle megoldásokat javasoltak. így például a J. Crystal Growth 20, 82-88 (1973) közlemény szerint a para ellurit egykristályba a tégelyanyag korróziójánál következtében kolloid platina-szennyezés épülhet te; ennek kiküszöbölésére a szerzők lassú kristálynöve .ztést javasolnak. A J. Crystal Growth 53, 636-638 (1981) közlemény szerint a paratellurit egykristályba gázbuborék-zárvány ok'épülhetnek be. A sz< rzők megállapításai szerint a gázbuborék-zárványok beépülése a kristálynövesztés során alkalmazott forgatási sebesség megfelelő megválasztásával küszöbölhető ki; a forgatási sebességet úgy kell megválasztani, hogy az áramlási viszonyok következtében a gázbuboiékok kisodródjanak a növekedési felület alól. A J. Crystal Growth 59, 651-653 (1982) szakcikk arról számol be, hogy a paratellurit egykristály növesztése során szennyezőanyagok dúsulhatnak fel a kristály/olvadék határfelületen, amelyek meghatározott concentráció elérése után zárvány képződést előidéző növekedési rendellenességeket okoznak. Ezek r szennyezőanyagok általában fémoxidok, amelyek i kristályanyag olvadékában oldódnak, de megfeblő növesztés} körülmények között nem épülne c be a paratellurit egykristályba. A hiba kiküszöbölésére a szerzők ultratiszta kiindulási anyagok felhasználását javasolják. Ismert volt az is, hogy kristályokban különféle utókezelésekkel hibahelyek alakíthatók ki. Nagyenergiá ú elektromágneses sugárzással (röntgen-, gamma vagy UV-sugárzás), illetve részecske-besugárzásszl (elektron-, neutron- vagy ion-besugárzás) a krist ílyrácsban szincentrum jellegű kristályhibák jönnek létre (A szilárdtest-kutatás újabb eredményei 4 kötet, 158—159. oldal /Akadémiai Kiadó, Budapest, 1978/ és az ott idézett irodalmak). Kristályhibák adalékanyag utólagos bejuttatásával, ionimplantációval, hőkezelést vagy termokémiai reakciót is úkalmazó diffúzióval és elektrokémiai reakcióval ií létrehozhatók; ezeket a módszereket összefoglalóa í ismerteti az ,,A szilárdtest-kutatás újabb eredményei” című szakkönyv (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1980) 9. kötetének 127—132. oldala. Ezeket a módszereket mindeddig kristályfizikai alapkutatásra, lumineszkáló anyagok előállítására és félvezető elemek készítésére használták fel. Ultrái angelnyelő tartomány létrehozására a korábban felsorolt jelenségeket, illetve ismert módszereket eddig még nem hasznosították. A találmány tárgya tehát eljárás ultrahangelnyelő (akusztik is elnyelő) tartomány kialakítására akusztooptikai rnyagokban. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy . 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
