Получение заданного линейного распределения показателя преломления в стекле путем диффузии серебра через маску
ÓÄÊ 621.535.683
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÇÀÄÀÍÍÎÃÎ ËÈÍÅÉÍÎÃÎ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÏÎÊÀÇÀÒÅËß ÏÐÅËÎÌËÅÍÈß Â ÑÒÅÊËÅ ÏÓÒÅÌ ÄÈÔÔÓÇÈÈ ÑÅÐÅÁÐÀ ×ÅÐÅÇ ÌÀÑÊÓ
2009 ã.
Á. È. Þäèí
Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé Ãîñóäàðñòâåííûé òåõíîëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò ðàñòèòåëüíûõ ïîëèìåðîâ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã
Å-mail: judinbris@rambler.ru
 ñòàòüå îïèñûâàåòñÿ òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ çàäàííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ â ñòåêëå ïóòåì ìîäèôèêàöèè êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû ìàñêè ñòåêëÿííîé ìàòðèöû ñ ïîñëåäóþùåé èîíîîáìåííîé äèôôóçèåé ÷åðåç íåå. Ýòà òåõíîëîãèÿ ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ëèíç áîëüøîãî äèàìåòðà (20–100 ìì) ñ ðàäèàëüíûì ðàñïðåäåëåíèåì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ. Ðàññìàòðèâàåòñÿ âëèÿíèå èíòåíñèâíîñòè îáëó÷åíèÿ ñòåêëà ÓÔ ñâåòîì íà äèôôóçèîííóþ ïðîçðà÷íîñòü ìàñêè.
Êîäû OCIS: 160.2750.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 30.06.2008.
Ãðàäèåíòíûå ýëåìåíòû (ãðàäàíû, ñâåòîâîäû, ëèíçû) îáû÷íî ïîëó÷àþò ïóòåì èîíîîáìåííîé äèôôóçèè èç öèëèíäðè÷åñêèõ çàãîòîâîê. Ïðè ýòîì ïðîôèëü ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ èìååò àêñèàëüíóþ ñèììåòðèþ è äèàìåòð îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ íå ïðåâûøàåò 20 ìì. Ýòà òåõíîëîãèÿ íå ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ëèíçû áîëüøîãî äèàìåòðà (20–100 ìì) è êîððåêòèðîâàòü â íèõ àáåððàöèè. Íåîáõîäèì ïîèñê íîâûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïîçâîëÿþùèõ ðåàëèçîâàòü â îïòè÷åñêèõ çàãîòîâêàõ áîëüøîãî äèàìåòðà ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ çàäàííîãî âèäà.  êà÷åñòâå òàêîãî ïðîöåññà ìîæíî èñïîëüçîâàòü èîíîîáìåííóþ äèôôóçèþ ÷åðåç äèôôóçèîííî-ïðîçðà÷íóþ ìàñêó, ïðîçðà÷íîñòüþ êîòîðîé ìîæíî óïðàâëÿòü â ïðîöåññå åå èçãîòîâëåíèÿ.
 ñòåêëàõ ðÿäà ñîñòàâîâ ïóòåì ôîòî- è òåðìîîáðàáîòêè ìîæíî âûçâàòü âûäåëåíèå êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû â îáúåìå èëè â ñëîå, íàïðèìåð íà ïîâåðõíîñòè çàãîòîâêè. Íàëè÷èå ñòàäèè ôîòîîáëó÷åíèÿ ïðè êðèñòàëëèçàöèè ôàçû â ñòåêëå ïîçâîëÿåò ïðè íåîáõîäèìîñòè ïîëó÷àòü ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ïëîòíîñòè ýòîé ôàçû è ôîðìèðîâàòü ñâîåîáðàçíóþ ìàñêó íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà ñ çàäàííîé äèôôóçèîííîé ïðîçðà÷íîñòüþ.
Äàííàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà ðàçðàáîòêå ìåòîäèêè ïîëó÷åíèÿ çàäàííîãî ëèíåéíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ãðàäèåíòà ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà ñòåêëà ïóòåì äèôôóçèè èîíîâ ñåðåáðà ÷åðåç äèôôóçèîííî-ïðîçðà÷íóþ ìàñêó, ñôîðìèðîâàííóþ íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà.  êà÷åñòâå ìàòåðèàëà ìàñêè áûëà âûáðàíà êðèñòàëëè÷åñêàÿ ôàçà ìåòàñèëèêàòà ëèòèÿ, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ïëîòíîé èç âñåõ ñèòàëëîâ, îáðàçóþùèõñÿ â ñòåêëå, è èìååò áëèçêèé ê ñòåêëó ìîëüíûé îáúåì. Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî òîëüêî èîíû ñåðåáðà è ëèòèÿ,
áëàãîäàðÿ ñâîåé âûñîêîé ïîäâèæíîñòè, ìîãóò ïðîõîäèòü ÷åðåç òàêóþ ìàñêó; êàòèîíû äðóãèõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, ñïîñîáíûå ó÷àñòâîâàòü â ïðîöåññå èîíîîáìåííîé äèôôóçèè â ñòåêëî, íàïðèìåð, íàòðèé èëè êàëèé, íå ïðîõîäÿò ÷åðåç êðèñòàëëè÷åñêèé ñëîé. Ñóùåñòâóþò è äðóãèå ñïîñîáû îáðàçîâàíèÿ ìàñêè íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà (íàïûëåíèå, íàêëåèâàíèå è ò. ä.), íî ïðåäëàãàåìûé ñïîñîá îòëè÷àåòñÿ òåì, ÷òî äèôôóçèîííóþ ïðîçðà÷íîñòü ìàñêè ìîæíî çàðàíåå ðàññ÷èòàòü è êîíòðîëèðîâàòü íåïîñðåäñòâåííî â ïðîöåññå îáðàçîâàíèÿ çàäàííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ â ñòåêëå. Ïîñëå ïîëó÷åíèÿ íóæíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ â ñòåêëÿííîé ìàòðèöå çà êðèñòàëëè÷åñêèì ñëîåì ñèòàëëîâàÿ ìàñêà, îáðàçîâàííàÿ â ñòåêëå, ñîøëèôîâûâàåòñÿ ñ åãî ïîâåðõíîñòè.
Ýòà ìåòîäèêà ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü çàðàíåå ðàññ÷èòàííóþ ôîðìó ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëè íàéäåíû ïàðàìåòðû òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà, ïîçâîëÿþùèå îïòèìèçèðîâàòü âèä ýòîãî ëèíåéíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ. Âàæíåéøèì ïàðàìåòðîì, íå çàâèñèìûì îò äðóãèõ ïàðàìåòðîâ, ÿâëÿåòñÿ âðåìÿ ýêñïîçèöèè îáëó÷åíèÿ ñòåêëà ÓÔ ñâåòîì. Óïðàâëåíèå âðåìåíåì ýêñïîçèöèè ïîçâîëÿåò çàäàâàòü äèôôóçèîííóþ ïðîçðà÷íîñòü ìàñêè ïî îòíîøåíèþ ê èîíàì ñåðåáðà è, ñîîòâåòñòâåííî, âèä ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ.
Îáðàçöû ñòåêëà ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ïëîñêîïàðàëëåëüíûå ïëàñòèíû ñ ðàçìåðàìè 30×8×5 ìì. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ îáðàáîòêà îáðàçöîâ ñîñòîÿëà èç ÷åòûðåõ ñòàäèé:
1. Èîíîîáìåííàÿ äèôôóçèÿ Ag+ ↔ Li+ c öåëüþ ñîçäàíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà ñâåòî÷óâñòâèòåëüíîãî ñëîÿ òîëùèíîé 70–100 ìêì ñ çàäàííûì ñîäåðæàíèåì èîíîâ ñåðåáðà [1].
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
63
2. Îáëó÷åíèå îáðàçöîâ ñòåêëà ÓÔ ñâåòîì (λ = = 250–470 íì) ñ öåëüþ ñîçäàíèÿ ôîòîâîçáóæäåííûõ ýëåêòðîíîâ è èõ çàõâàòà íà ëîâóøêè â ñòåêëå.
3. Îòæèã îáðàçöîâ ñòåêëà ïðè òåìïåðàòóðå 600– 610 °Ñ â òå÷åíèå 2 ÷ äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ èîíîâ ñåðåáðà äî àòîìàðíîãî ñîñòîÿíèÿ è ìåòàëëè÷åñêèõ êîëëîèäíûõ ñêîïëåíèé, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ öåíòðàìè êðèñòàëëèçàöèè è îáðàçîâàíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû ìåòàñèëèêàòà ëèòèÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ ìàñêè íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà.
4. Ïðîâåäåíèå âòîðè÷íîé èîíîîáìåííîé äèôôóçèè èîíîâ ñåðåáðà ÷åðåç ìàñêó ñ ãðàäèåíòîì êîíöåíòðàöèè êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû ñ öåëüþ ñîçäàíèÿ çàäàííîãî ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ â ñòåêëå [2].
Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíà ôîòîãðàôèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáðàçöà, ïðîøåäøåãî âñå ÷åòûðå ñòàäèè òåõíîëîãè÷åñêîé îáðàáîòêè, ñ ïîëó÷åííûì â íåì çàäàííûì ãðàäèåíòîì ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ. Èîííûé îáìåí â ðàñïëàâå ñîëåé ïðîâîäèëñÿ â êåðàìè÷åñêèõ òèãëÿõ åìêîñòüþ 0,2 ë â øàõòíîé ïå÷è ÑØÎË ïðè òåìïåðàòóðå 450–600 °Ñ ñ äëèòåëüíîñòüþ îáðàáîòêè îò 5 ìèí äî 11 ÷. Òåìïåðàòóðà ðàñïëàâà â òèãëå ïîääåðæèâàëàñü ñ òî÷íîñòüþ ± 1 °Ñ.
Îáëó÷åíèå îáðàçöîâ ÓÔ ñâåòîì îò ðòóòíîé ëàìïû ÄÐØ-100 îñóùåñòâëÿëîñü ÷åðåç îïòè÷åñêóþ ùåëü.  ïðîöåññå îáëó÷åíèÿ ïðîâîäèëîñü ñêàíèðîâàíèå ïó÷êîì ñâåòà ïî äëèíå îáðàçöà ïóòåì ïåðåìåùåíèÿ îáðàçöà îòíîñèòåëüíî íåïîäâèæíîé ùåëè ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììíîãî óñòðîéñòâà ÐÓ-5-02Ì. Ïðîãðàììíîå óñòðîéñòâî ïîçâîëÿëî çàäàâàòü ïåðåìåùåíèå îáðàçöà îòíîñèòåëüíî ùåëè ñ ïåðåìåííîé ñêîðîñòüþ, çàâèñèìîñòü êîòîðîé îò âðåìåíè ìîãëà ìåíÿòüñÿ â æåëàåìûõ ïðåäåëàõ.  èòîãå ïðîãðàììíîå óñòðîéñòâî ïîçâîëÿëî óñòàíàâëèâàòü íåîáõîäèìûé çàêîí ýêñïîçèöèè ÓÔ ñâåòà ïî äëèíå îáðàçöà [3].
Èçìåðåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà ïðîèçâîäèëèñü íà èíòåðôåðîìåòðå Ìàõà–Öàíäåðà.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâåòà èñïîëüçîâàëñÿ ãåëèé-íåîíîâûé ëàçåð ËÃ-56 (λ = = 6328 À° ). Ïîëå èíòåðôåðîìåòðà èìåëî äèàìåòð 40 ìì, èíòåðôåðîìåòðè÷åñêàÿ êàðòèíà ôîòîãðàôèðîâàëàñü ôîòîàïïàðàòîì, èíòåðôåðîãðàììû îáðàáàòûâàëèñü íà ìèêðîêîìïàðàòîðå ÈÇÀ-2. Ïî ïîëó÷åííûì èíòåðôåðîãðàììàì îïðåäåëÿëàñü çàâèñèìîñòü ãðàäèåíòà ïåðåïàäà ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ îò äëèíû îáðàçöà. Ïîñëå ïðîâåäåíèÿ òðåòåé ñòàäèè îáðàáîòêè îáðàçöîâ – îòæèãà â øàõòíîé ïå÷è – èññëåäîâàëîñü ñîäåðæàíèå â íèõ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû. Áûëè ïðîâåäåíû ðåíòãåíîãðàôè÷åñêèå èçìåðåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû â îáðàçöàõ, à òàêæå èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ â îáëàñòè åå ñîáñòâåííîãî ïî-
64
Ðèñ. 1. Ôîòîãðàôèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáðàçöà. “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
∆n×102 1
y=x 1
3 0,5
2
0 5 10 l, ìì
Ðèñ. 2. Ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå ñîîòâåòñòâèå ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöà (1) è ôîðìû ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ∆n íà ëèöåâîé (2) è îáðàòíîé (3) ñòîðîíå îáðàçöà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ âñåõ ÷åòûðåõ ñòàäèé òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà îáðàáîòêè ñòåêëà.
ãëîùåíèÿ.  ðåçóëüòàòå áûëî îïðåäåëåíî íàëè÷èå â îáðàçöå êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû ìåòàñèëèêàòà ëèòèÿ, à ðàñïðåäåëåíèå åå êîíöåíòðàöèè ïî äëèíå îáðàçöà îïðåäåëÿëîñü ïî ïîãëîùåíèþ ñâåòà íà äëèíàõ âîëí 525, 550 è 630 íì.
Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî îïòèìàëüíàÿ òîëùèíà êðèñòàëëè÷åñêîãî ñëîÿ íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà äîëæíà ñîñòàâëÿòü 70–100 ìêì. Òàêàÿ òîëùèíà ìàñêè îáåñïå÷èâàåò ëó÷øèå óñëîâèÿ ïðè ïðîâåäåíèè äàëüíåéøåé èîíîîáìåííîé îáðàáîòêè ñòåêëà. Ïðè ýòîì ïîëèðîâàííàÿ ïîâåðõíîñòü çàãîòîâêè îáåñïå÷èâàëà ëó÷øóþ âîñïðîèçâîäèìîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà ÷åì øëèôîâàííàÿ, à ôîðìà ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ áîëåå ñîîòâåòñòâîâàëà çàêîíó èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè.
 ïðîöåññå èîíîîáìåííîé äèôôóçèè ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûé ñëîé îáðàçîâûâàëñÿ íà âñåõ ãðàíÿõ îáðàçöà. Òà ãðàíü îáðàçöà, êîòîðàÿ íåïîñðåäñòâåííî ïîäâåðãàëàñü ÓÔ îáëó÷åíèþ, íàçûâàëàñü ëèöåâîé ïîâåðõíîñòüþ, à ãðàíü, ïîäâåðãàâøàÿñÿ âîçäåéñòâèþ îáëó÷åíèÿ, îñëàáëåííîãî ïðîõîæäåíèåì òîëùèíû îáðàçöà, – îáðàòíîé ïîâåðõíîñòüþ.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå ñîîòâåòñòâèå ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöà è ôîðìû ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà ëèöåâîé è îáðàòíîé ñòîðîíàõ îáðàçöà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ âñåõ ÷åòûðåõ ñòàäèé òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà îáðàáîòêè ñòåêëà. Èç ïðèâåäåííûõ ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî ôîðìà ïðîôèëÿ íà îáðàòíîé ñòîðîíå îáðàçöà èìååò áîëüøåå ïðèáëèæåíèå ê ëèíåéíîé, ÷åì íà ëèöåâîé.
Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå çàâèñèìîñòü ïîëó÷åííûõ ôîðì ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà
∆n×102
1 4
3
2 1
2 5 3
6
4 7
9
8
10 11 12
0 10 20 l, ìì Ðèñ. 3. Ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå çàâèñèìîñòü ïîëó÷åííûõ ôîðì ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà îáðàòíîé ñòîðîíå îáðàçöîâ – ïðè òðåõ ðàçëè÷íûõ ñïîñîáàõ çàäàíèÿ ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè îáëó÷åíèÿ îáðàçöîâ: 1–4 – y = = x, 5–8 – y = 0,4x, 9–12 – y = 0,5x; – ñ êðàòíûì óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè îáëó÷åíèÿ: 2, 6, 10 – â 2 ðàçà; 3, 7, 11 – â 3 ðàçà; 4, 8, 12 – â 4 ðàçà.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
65
ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà îáðàòíîé ñòîðîíå îáðàçöîâ ïðè òðåõ ðàçëè÷íûõ ñïîñîáàõ çàäàíèÿ ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöîâ ñ êðàòíûì óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè îáëó÷åíèÿ â 2, 3 è 4 ðàçà. Ïðè ýòîì ñëîé ñ ïîëó÷åííûì ðàñïðåäåëåíèåì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà ëèöåâîé ñòîðîíå îáðàçöà ñîøëèôîâûâàëñÿ.
Èç ïðèâåäåííûõ ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî ïîëó÷åííûå ôîðìû ãðàäèåíòîâ ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíû è èìåþò îäèíàêîâûé íàêëîí, ñîîòâåòñòâóþùèé ïðèñóùåìó èì ñïîñîáó çàäàíèÿ ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöîâ.
Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåíî, ÷òî ôîðìó ïîëó÷åííîãî â ñòåêëå ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ìîæíî çàðàíåå ðàññ÷èòàòü è èçãîòîâèòü âàðüèðîâàíèåì òàêèõ ïàðàìåòðîâ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà îáðàáîòêè ñòåêëà, êàê âðåìÿ è òåìïåðàòóðà ïðîâåäåíèÿ èîíîîáìåííîé äèôôóçèè, òåìïåðàòóðà îòæèãà ñòåêëà, íî îñíîâíûì ïàðàìåòðîì äëÿ âàðüèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ âðåìÿ ýêñïîçèöèè ïðè ÓÔ îáëó÷åíèè ñòåêëà. Ê ïðåèìóùåñòâàì ýòîãî ïàðàìåòðà îòíîñÿòñÿ âûñîêàÿ ñòåïåíü òî÷íîñòè, øèðîêèé äèàïàçîí âàðüèðîâàíèÿ, ëåãêîñòü è ïðîñòîòà ïðèìåíåíèÿ, à òàêæå åãî ïîëíàÿ íåçàâèñèìîñòü îò ôëóêòóàöèé îêðóæàþùåé ñðåäû è ïàðàìåòðîâ òåõ-
íîëîãè÷åñêîãî öèêëà. Ïðè îïòèìèçàöèè îñòàëüíûõ ïàðàìåòðîâ è çàäàíèè ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè ïðè ÓÔ îáëó÷åíèè ñòåêëà ôîðìà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà íà åãî îáðàòíîé ñòîðîíå òîæå áóäåò ëèíåéíà â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè. Ïðè çàäàíèè íåëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè îáëó÷åíèÿ ñòåêëà ïîëó÷åííàÿ â ðåçóëüòàòå ïðîâåäåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà ôîðìà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà íà åãî îáðàòíîé ñòîðîíå òàêæå áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü ôîðìå çàêîíà èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Âàëîâ Ï.Ì., Ãðèëèõåñ Ñ.Ô., Ïîëÿíñêèé Ì.Í., Þäèí Á.È. Ôîðìèðîâàíèå ïîâåðõíîñòíûõ ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûõ ñëîåâ ñòåêëà ìåòîäîì èîíîîáìåííîé äèôôóçèè // Ôèçèêà è õèìèÿ ñòåêëà. 1994. Ò. 20. ¹ 3. Ñ. 427–429.
12. Ãðèëèõåñ Ñ.Ô., Ïîëÿíñêèé Ì.Í., Þäèí Á.È., ßêõèíä À.Ê., Æèëèí À.À., ×óâàåâà Ò.È. Ñïîñîá èçãîòîâëåíèÿ ñòåêëà ñ ãðàäèåíòîì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ // Ïàòåíò ÐÔ ¹ 2008287. 1994.
13. Þäèí Á.È. Ñïîñîá êîððåêöèè àáåððàöèé â îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòàõ èç ñòåêëà // Ïàòåíò ÐÔ ¹ 2328758. 2008.
66 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÇÀÄÀÍÍÎÃÎ ËÈÍÅÉÍÎÃÎ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÏÎÊÀÇÀÒÅËß ÏÐÅËÎÌËÅÍÈß Â ÑÒÅÊËÅ ÏÓÒÅÌ ÄÈÔÔÓÇÈÈ ÑÅÐÅÁÐÀ ×ÅÐÅÇ ÌÀÑÊÓ
2009 ã.
Á. È. Þäèí
Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé Ãîñóäàðñòâåííûé òåõíîëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò ðàñòèòåëüíûõ ïîëèìåðîâ, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã
Å-mail: judinbris@rambler.ru
 ñòàòüå îïèñûâàåòñÿ òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ çàäàííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ â ñòåêëå ïóòåì ìîäèôèêàöèè êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû ìàñêè ñòåêëÿííîé ìàòðèöû ñ ïîñëåäóþùåé èîíîîáìåííîé äèôôóçèåé ÷åðåç íåå. Ýòà òåõíîëîãèÿ ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ëèíç áîëüøîãî äèàìåòðà (20–100 ìì) ñ ðàäèàëüíûì ðàñïðåäåëåíèåì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ. Ðàññìàòðèâàåòñÿ âëèÿíèå èíòåíñèâíîñòè îáëó÷åíèÿ ñòåêëà ÓÔ ñâåòîì íà äèôôóçèîííóþ ïðîçðà÷íîñòü ìàñêè.
Êîäû OCIS: 160.2750.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 30.06.2008.
Ãðàäèåíòíûå ýëåìåíòû (ãðàäàíû, ñâåòîâîäû, ëèíçû) îáû÷íî ïîëó÷àþò ïóòåì èîíîîáìåííîé äèôôóçèè èç öèëèíäðè÷åñêèõ çàãîòîâîê. Ïðè ýòîì ïðîôèëü ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ èìååò àêñèàëüíóþ ñèììåòðèþ è äèàìåòð îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ íå ïðåâûøàåò 20 ìì. Ýòà òåõíîëîãèÿ íå ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ëèíçû áîëüøîãî äèàìåòðà (20–100 ìì) è êîððåêòèðîâàòü â íèõ àáåððàöèè. Íåîáõîäèì ïîèñê íîâûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïîçâîëÿþùèõ ðåàëèçîâàòü â îïòè÷åñêèõ çàãîòîâêàõ áîëüøîãî äèàìåòðà ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ çàäàííîãî âèäà.  êà÷åñòâå òàêîãî ïðîöåññà ìîæíî èñïîëüçîâàòü èîíîîáìåííóþ äèôôóçèþ ÷åðåç äèôôóçèîííî-ïðîçðà÷íóþ ìàñêó, ïðîçðà÷íîñòüþ êîòîðîé ìîæíî óïðàâëÿòü â ïðîöåññå åå èçãîòîâëåíèÿ.
 ñòåêëàõ ðÿäà ñîñòàâîâ ïóòåì ôîòî- è òåðìîîáðàáîòêè ìîæíî âûçâàòü âûäåëåíèå êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû â îáúåìå èëè â ñëîå, íàïðèìåð íà ïîâåðõíîñòè çàãîòîâêè. Íàëè÷èå ñòàäèè ôîòîîáëó÷åíèÿ ïðè êðèñòàëëèçàöèè ôàçû â ñòåêëå ïîçâîëÿåò ïðè íåîáõîäèìîñòè ïîëó÷àòü ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ïëîòíîñòè ýòîé ôàçû è ôîðìèðîâàòü ñâîåîáðàçíóþ ìàñêó íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà ñ çàäàííîé äèôôóçèîííîé ïðîçðà÷íîñòüþ.
Äàííàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà ðàçðàáîòêå ìåòîäèêè ïîëó÷åíèÿ çàäàííîãî ëèíåéíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ãðàäèåíòà ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà ñòåêëà ïóòåì äèôôóçèè èîíîâ ñåðåáðà ÷åðåç äèôôóçèîííî-ïðîçðà÷íóþ ìàñêó, ñôîðìèðîâàííóþ íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà.  êà÷åñòâå ìàòåðèàëà ìàñêè áûëà âûáðàíà êðèñòàëëè÷åñêàÿ ôàçà ìåòàñèëèêàòà ëèòèÿ, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ïëîòíîé èç âñåõ ñèòàëëîâ, îáðàçóþùèõñÿ â ñòåêëå, è èìååò áëèçêèé ê ñòåêëó ìîëüíûé îáúåì. Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî òîëüêî èîíû ñåðåáðà è ëèòèÿ,
áëàãîäàðÿ ñâîåé âûñîêîé ïîäâèæíîñòè, ìîãóò ïðîõîäèòü ÷åðåç òàêóþ ìàñêó; êàòèîíû äðóãèõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, ñïîñîáíûå ó÷àñòâîâàòü â ïðîöåññå èîíîîáìåííîé äèôôóçèè â ñòåêëî, íàïðèìåð, íàòðèé èëè êàëèé, íå ïðîõîäÿò ÷åðåç êðèñòàëëè÷åñêèé ñëîé. Ñóùåñòâóþò è äðóãèå ñïîñîáû îáðàçîâàíèÿ ìàñêè íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà (íàïûëåíèå, íàêëåèâàíèå è ò. ä.), íî ïðåäëàãàåìûé ñïîñîá îòëè÷àåòñÿ òåì, ÷òî äèôôóçèîííóþ ïðîçðà÷íîñòü ìàñêè ìîæíî çàðàíåå ðàññ÷èòàòü è êîíòðîëèðîâàòü íåïîñðåäñòâåííî â ïðîöåññå îáðàçîâàíèÿ çàäàííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ â ñòåêëå. Ïîñëå ïîëó÷åíèÿ íóæíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ â ñòåêëÿííîé ìàòðèöå çà êðèñòàëëè÷åñêèì ñëîåì ñèòàëëîâàÿ ìàñêà, îáðàçîâàííàÿ â ñòåêëå, ñîøëèôîâûâàåòñÿ ñ åãî ïîâåðõíîñòè.
Ýòà ìåòîäèêà ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü çàðàíåå ðàññ÷èòàííóþ ôîðìó ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëè íàéäåíû ïàðàìåòðû òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà, ïîçâîëÿþùèå îïòèìèçèðîâàòü âèä ýòîãî ëèíåéíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ. Âàæíåéøèì ïàðàìåòðîì, íå çàâèñèìûì îò äðóãèõ ïàðàìåòðîâ, ÿâëÿåòñÿ âðåìÿ ýêñïîçèöèè îáëó÷åíèÿ ñòåêëà ÓÔ ñâåòîì. Óïðàâëåíèå âðåìåíåì ýêñïîçèöèè ïîçâîëÿåò çàäàâàòü äèôôóçèîííóþ ïðîçðà÷íîñòü ìàñêè ïî îòíîøåíèþ ê èîíàì ñåðåáðà è, ñîîòâåòñòâåííî, âèä ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ.
Îáðàçöû ñòåêëà ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ïëîñêîïàðàëëåëüíûå ïëàñòèíû ñ ðàçìåðàìè 30×8×5 ìì. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ îáðàáîòêà îáðàçöîâ ñîñòîÿëà èç ÷åòûðåõ ñòàäèé:
1. Èîíîîáìåííàÿ äèôôóçèÿ Ag+ ↔ Li+ c öåëüþ ñîçäàíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ñòåêëà ñâåòî÷óâñòâèòåëüíîãî ñëîÿ òîëùèíîé 70–100 ìêì ñ çàäàííûì ñîäåðæàíèåì èîíîâ ñåðåáðà [1].
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
63
2. Îáëó÷åíèå îáðàçöîâ ñòåêëà ÓÔ ñâåòîì (λ = = 250–470 íì) ñ öåëüþ ñîçäàíèÿ ôîòîâîçáóæäåííûõ ýëåêòðîíîâ è èõ çàõâàòà íà ëîâóøêè â ñòåêëå.
3. Îòæèã îáðàçöîâ ñòåêëà ïðè òåìïåðàòóðå 600– 610 °Ñ â òå÷åíèå 2 ÷ äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ èîíîâ ñåðåáðà äî àòîìàðíîãî ñîñòîÿíèÿ è ìåòàëëè÷åñêèõ êîëëîèäíûõ ñêîïëåíèé, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ öåíòðàìè êðèñòàëëèçàöèè è îáðàçîâàíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû ìåòàñèëèêàòà ëèòèÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ ìàñêè íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà.
4. Ïðîâåäåíèå âòîðè÷íîé èîíîîáìåííîé äèôôóçèè èîíîâ ñåðåáðà ÷åðåç ìàñêó ñ ãðàäèåíòîì êîíöåíòðàöèè êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû ñ öåëüþ ñîçäàíèÿ çàäàííîãî ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ â ñòåêëå [2].
Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíà ôîòîãðàôèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáðàçöà, ïðîøåäøåãî âñå ÷åòûðå ñòàäèè òåõíîëîãè÷åñêîé îáðàáîòêè, ñ ïîëó÷åííûì â íåì çàäàííûì ãðàäèåíòîì ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ. Èîííûé îáìåí â ðàñïëàâå ñîëåé ïðîâîäèëñÿ â êåðàìè÷åñêèõ òèãëÿõ åìêîñòüþ 0,2 ë â øàõòíîé ïå÷è ÑØÎË ïðè òåìïåðàòóðå 450–600 °Ñ ñ äëèòåëüíîñòüþ îáðàáîòêè îò 5 ìèí äî 11 ÷. Òåìïåðàòóðà ðàñïëàâà â òèãëå ïîääåðæèâàëàñü ñ òî÷íîñòüþ ± 1 °Ñ.
Îáëó÷åíèå îáðàçöîâ ÓÔ ñâåòîì îò ðòóòíîé ëàìïû ÄÐØ-100 îñóùåñòâëÿëîñü ÷åðåç îïòè÷åñêóþ ùåëü.  ïðîöåññå îáëó÷åíèÿ ïðîâîäèëîñü ñêàíèðîâàíèå ïó÷êîì ñâåòà ïî äëèíå îáðàçöà ïóòåì ïåðåìåùåíèÿ îáðàçöà îòíîñèòåëüíî íåïîäâèæíîé ùåëè ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììíîãî óñòðîéñòâà ÐÓ-5-02Ì. Ïðîãðàììíîå óñòðîéñòâî ïîçâîëÿëî çàäàâàòü ïåðåìåùåíèå îáðàçöà îòíîñèòåëüíî ùåëè ñ ïåðåìåííîé ñêîðîñòüþ, çàâèñèìîñòü êîòîðîé îò âðåìåíè ìîãëà ìåíÿòüñÿ â æåëàåìûõ ïðåäåëàõ.  èòîãå ïðîãðàììíîå óñòðîéñòâî ïîçâîëÿëî óñòàíàâëèâàòü íåîáõîäèìûé çàêîí ýêñïîçèöèè ÓÔ ñâåòà ïî äëèíå îáðàçöà [3].
Èçìåðåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà ïðîèçâîäèëèñü íà èíòåðôåðîìåòðå Ìàõà–Öàíäåðà.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâåòà èñïîëüçîâàëñÿ ãåëèé-íåîíîâûé ëàçåð ËÃ-56 (λ = = 6328 À° ). Ïîëå èíòåðôåðîìåòðà èìåëî äèàìåòð 40 ìì, èíòåðôåðîìåòðè÷åñêàÿ êàðòèíà ôîòîãðàôèðîâàëàñü ôîòîàïïàðàòîì, èíòåðôåðîãðàììû îáðàáàòûâàëèñü íà ìèêðîêîìïàðàòîðå ÈÇÀ-2. Ïî ïîëó÷åííûì èíòåðôåðîãðàììàì îïðåäåëÿëàñü çàâèñèìîñòü ãðàäèåíòà ïåðåïàäà ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ îò äëèíû îáðàçöà. Ïîñëå ïðîâåäåíèÿ òðåòåé ñòàäèè îáðàáîòêè îáðàçöîâ – îòæèãà â øàõòíîé ïå÷è – èññëåäîâàëîñü ñîäåðæàíèå â íèõ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû. Áûëè ïðîâåäåíû ðåíòãåíîãðàôè÷åñêèå èçìåðåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû â îáðàçöàõ, à òàêæå èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ â îáëàñòè åå ñîáñòâåííîãî ïî-
64
Ðèñ. 1. Ôîòîãðàôèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáðàçöà. “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
∆n×102 1
y=x 1
3 0,5
2
0 5 10 l, ìì
Ðèñ. 2. Ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå ñîîòâåòñòâèå ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöà (1) è ôîðìû ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ∆n íà ëèöåâîé (2) è îáðàòíîé (3) ñòîðîíå îáðàçöà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ âñåõ ÷åòûðåõ ñòàäèé òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà îáðàáîòêè ñòåêëà.
ãëîùåíèÿ.  ðåçóëüòàòå áûëî îïðåäåëåíî íàëè÷èå â îáðàçöå êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû ìåòàñèëèêàòà ëèòèÿ, à ðàñïðåäåëåíèå åå êîíöåíòðàöèè ïî äëèíå îáðàçöà îïðåäåëÿëîñü ïî ïîãëîùåíèþ ñâåòà íà äëèíàõ âîëí 525, 550 è 630 íì.
Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî îïòèìàëüíàÿ òîëùèíà êðèñòàëëè÷åñêîãî ñëîÿ íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà äîëæíà ñîñòàâëÿòü 70–100 ìêì. Òàêàÿ òîëùèíà ìàñêè îáåñïå÷èâàåò ëó÷øèå óñëîâèÿ ïðè ïðîâåäåíèè äàëüíåéøåé èîíîîáìåííîé îáðàáîòêè ñòåêëà. Ïðè ýòîì ïîëèðîâàííàÿ ïîâåðõíîñòü çàãîòîâêè îáåñïå÷èâàëà ëó÷øóþ âîñïðîèçâîäèìîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà ÷åì øëèôîâàííàÿ, à ôîðìà ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ áîëåå ñîîòâåòñòâîâàëà çàêîíó èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè.
 ïðîöåññå èîíîîáìåííîé äèôôóçèè ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûé ñëîé îáðàçîâûâàëñÿ íà âñåõ ãðàíÿõ îáðàçöà. Òà ãðàíü îáðàçöà, êîòîðàÿ íåïîñðåäñòâåííî ïîäâåðãàëàñü ÓÔ îáëó÷åíèþ, íàçûâàëàñü ëèöåâîé ïîâåðõíîñòüþ, à ãðàíü, ïîäâåðãàâøàÿñÿ âîçäåéñòâèþ îáëó÷åíèÿ, îñëàáëåííîãî ïðîõîæäåíèåì òîëùèíû îáðàçöà, – îáðàòíîé ïîâåðõíîñòüþ.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå ñîîòâåòñòâèå ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöà è ôîðìû ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà ëèöåâîé è îáðàòíîé ñòîðîíàõ îáðàçöà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ âñåõ ÷åòûðåõ ñòàäèé òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà îáðàáîòêè ñòåêëà. Èç ïðèâåäåííûõ ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî ôîðìà ïðîôèëÿ íà îáðàòíîé ñòîðîíå îáðàçöà èìååò áîëüøåå ïðèáëèæåíèå ê ëèíåéíîé, ÷åì íà ëèöåâîé.
Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå çàâèñèìîñòü ïîëó÷åííûõ ôîðì ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà
∆n×102
1 4
3
2 1
2 5 3
6
4 7
9
8
10 11 12
0 10 20 l, ìì Ðèñ. 3. Ãðàôèêè, èëëþñòðèðóþùèå çàâèñèìîñòü ïîëó÷åííûõ ôîðì ïðîôèëÿ ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà îáðàòíîé ñòîðîíå îáðàçöîâ – ïðè òðåõ ðàçëè÷íûõ ñïîñîáàõ çàäàíèÿ ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè îáëó÷åíèÿ îáðàçöîâ: 1–4 – y = = x, 5–8 – y = 0,4x, 9–12 – y = 0,5x; – ñ êðàòíûì óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè îáëó÷åíèÿ: 2, 6, 10 – â 2 ðàçà; 3, 7, 11 – â 3 ðàçà; 4, 8, 12 – â 4 ðàçà.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009
65
ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà îáðàòíîé ñòîðîíå îáðàçöîâ ïðè òðåõ ðàçëè÷íûõ ñïîñîáàõ çàäàíèÿ ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöîâ ñ êðàòíûì óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè îáëó÷åíèÿ â 2, 3 è 4 ðàçà. Ïðè ýòîì ñëîé ñ ïîëó÷åííûì ðàñïðåäåëåíèåì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ íà ëèöåâîé ñòîðîíå îáðàçöà ñîøëèôîâûâàëñÿ.
Èç ïðèâåäåííûõ ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî ïîëó÷åííûå ôîðìû ãðàäèåíòîâ ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíû è èìåþò îäèíàêîâûé íàêëîí, ñîîòâåòñòâóþùèé ïðèñóùåìó èì ñïîñîáó çàäàíèÿ ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ ýêñïîçèöèè ïðè îáëó÷åíèè îáðàçöîâ.
Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåíî, ÷òî ôîðìó ïîëó÷åííîãî â ñòåêëå ãðàäèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ìîæíî çàðàíåå ðàññ÷èòàòü è èçãîòîâèòü âàðüèðîâàíèåì òàêèõ ïàðàìåòðîâ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà îáðàáîòêè ñòåêëà, êàê âðåìÿ è òåìïåðàòóðà ïðîâåäåíèÿ èîíîîáìåííîé äèôôóçèè, òåìïåðàòóðà îòæèãà ñòåêëà, íî îñíîâíûì ïàðàìåòðîì äëÿ âàðüèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ âðåìÿ ýêñïîçèöèè ïðè ÓÔ îáëó÷åíèè ñòåêëà. Ê ïðåèìóùåñòâàì ýòîãî ïàðàìåòðà îòíîñÿòñÿ âûñîêàÿ ñòåïåíü òî÷íîñòè, øèðîêèé äèàïàçîí âàðüèðîâàíèÿ, ëåãêîñòü è ïðîñòîòà ïðèìåíåíèÿ, à òàêæå åãî ïîëíàÿ íåçàâèñèìîñòü îò ôëóêòóàöèé îêðóæàþùåé ñðåäû è ïàðàìåòðîâ òåõ-
íîëîãè÷åñêîãî öèêëà. Ïðè îïòèìèçàöèè îñòàëüíûõ ïàðàìåòðîâ è çàäàíèè ëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè ïðè ÓÔ îáëó÷åíèè ñòåêëà ôîðìà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà íà åãî îáðàòíîé ñòîðîíå òîæå áóäåò ëèíåéíà â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè. Ïðè çàäàíèè íåëèíåéíîãî çàêîíà èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè îáëó÷åíèÿ ñòåêëà ïîëó÷åííàÿ â ðåçóëüòàòå ïðîâåäåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà ôîðìà ðàñïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ïî äëèíå îáðàçöà íà åãî îáðàòíîé ñòîðîíå òàêæå áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü ôîðìå çàêîíà èçìåíåíèÿ âðåìåíè ýêñïîçèöèè.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Âàëîâ Ï.Ì., Ãðèëèõåñ Ñ.Ô., Ïîëÿíñêèé Ì.Í., Þäèí Á.È. Ôîðìèðîâàíèå ïîâåðõíîñòíûõ ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûõ ñëîåâ ñòåêëà ìåòîäîì èîíîîáìåííîé äèôôóçèè // Ôèçèêà è õèìèÿ ñòåêëà. 1994. Ò. 20. ¹ 3. Ñ. 427–429.
12. Ãðèëèõåñ Ñ.Ô., Ïîëÿíñêèé Ì.Í., Þäèí Á.È., ßêõèíä À.Ê., Æèëèí À.À., ×óâàåâà Ò.È. Ñïîñîá èçãîòîâëåíèÿ ñòåêëà ñ ãðàäèåíòîì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ // Ïàòåíò ÐÔ ¹ 2008287. 1994.
13. Þäèí Á.È. Ñïîñîá êîððåêöèè àáåððàöèé â îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòàõ èç ñòåêëà // Ïàòåíò ÐÔ ¹ 2328758. 2008.
66 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 2, 2009