Перевод названия: NONLINEAR MONOCRYSTAL OF LITHIUM CHALCOGENIDES OF GENERAL FORMULA LIGAXIN1-XTE2 AND A METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
Тип публикации: патент
Год издания: 2019
Аннотация: Изобретение относится к монокристаллам литиевых халькогенидов, предназначенных к применению в нелинейной оптике для реализации перестройки лазерного излучения видимого и ближнего ИК-диапазона в средний ИК-диапазон. Получен нелинейный монокристалл литиевых халькогенидов общей формулы LiGaxIn1-xTe2, где х принимает любое значение от 0,1 до 0,9, имеющий пространственную группу <i>I</i><maths num="3"><img src="/get_item_image.asp?id=39535532&img=00000010.jpg" class="img_big"></maths><i>d</i> тетрагональной симметрии, Z=4, с параметрами элементарной ячейки 6,3295<<i>а</i><6,398 <img src="/get_item_image.asp?id=39535532&img=00000011.jpg" class="img_big">, 11,682<<i>с</i><12,460 <img src="/get_item_image.asp?id=39535532&img=00000011.jpg" class="img_big"> и объемом 468,01<V<510,0 <img src="/get_item_image.asp?id=39535532&img=00000012.jpg" class="img_big">, характеризующийся функциональными параметрами: диапазоном прозрачности от 0,76 до 14,8 микрон, шириной запрещенной зоны 1,837 эВ при 300 К, значениями двулучепреломления 0,049 при 2 мкм и нелинейными коэффициентами d13=3,70 пм/В и d14=48,73 пм/В. Способ получения монокристалла литиевых халькогенидов общей формулы LiGaxIn1-xTe2, где х принимает любое значение от 0,1 до 0,9, включает предварительный синтез соединения LiGaxIn1-xTe2 из элементарных компонентов Li, In, Ga и Te в условиях обеспечения стехиометрического соотношения компонентов, рост монокристалла модифицированным методом Бриджмена-Стокбаргера в вакуумированной ампуле при обеспечении изменения соотношения температурных градиентов в расплаве и растущем кристалле при скорости выращивания от 2 до 10 мм/сутки и среднем значении аксиального температурного градиента от 2 до 3°С/мм и охлаждение печи со скоростью порядка 10°С/ч. Технический результат заключается в обеспечении возможности сдвига края поглощения в короткую область (по мере увеличения x) в сочетании с увеличением коэффициента преобразования за счет достижения некритичного фазового синхронизма. Ожидаемый эффект увеличения КПД преобразования лазерного излучения при использовании данного нелинейного монокристалла составит 10-30% по сравнению с нелинейными монокристаллами LiGaTe2. При варьировании значения (x) можно обеспечить согласование групповых и фазовых скоростей лазерного излучения, при котором увеличивается эффективная длина взаимодействия для фемтосекундного режима генерации, что обеспечит дополнительный эффект порядка 10-20% КПД. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр. FIELD: technological processes. SUBSTANCE: invention relates to monocrystals of lithium chalcogenides, intended for use in nonlinear optics for implementation of laser visible and near infrared laser radiation adjustment in medium infrared range. Obtained nonlinear monocrystal of lithium chalcogenides of general formula LiGaxIn1-xTe2, where x takes any value from 0.1 to 0.9, having spatial group <i>I</i><maths num="4"><img src="/get_item_image.asp?id=39535532&img=00000015.jpg" class="img_big"></maths><i>d</i> tetragonal symmetry, Z = 4, with elementary cell parameters 6.3295<<i>a</i><6.398 Å, 11.682<<i>c</i><12.460 Å and volume of 468.01<V<510.0 Å3, characterized by functional parameters: transparency range from 0.76 to 14.8 micron, band gap width of 1.837 eV at 300 K, birefringence values of 0.049 at 2 mcm and nonlinear coefficients d13=3.70 pm/V and d14=48.73 pm/V. Method of producing monocrystal of lithium chalcogenides of general formula LiGaxIn1-xTe2, where x takes any value from 0.1 to 0.9, includes previous synthesis of compound LiGaxIn1-xTe2 of elementary components Li, In, Ga and Te in conditions providing stoichiometric ratio of components, monocrystal growth by a modified Bridgman-Stockbarger method in a vacuum ampoule while providing change ratios of temperature gradients in melt and growing crystal at growth rate from 2 to 10 mm/day and average value of axial temperature gradient from 2 to 3 °C/mm and furnace cooling at rate of about 10 °C/h. EFFECT: technical result consists in providing the possibility of shifting the absorption edge to a short region (as x increases) in combination with increasing the conversion coefficient by achieving non-critical phase synchronism; expected effect of increasing efficiency of laser radiation conversion using said nonlinear monocrystal is 10–30 % compared to nonlinear LiGaTe2 monocrystals; at variation of value (x) it is possible to ensure matching of group and phase velocities of laser radiation, at which effective interaction length for femtosecond generation mode is increased, which will provide additional effect of about 10–20 % of efficiency. 2 cl, 3 dwg, 3 ex