Сутність та застосування оптичного абсорбційного методу для проведення кількісного і якісного аналізу радіаційних дефектів у оптичних кристалах

Автор(и)

  • Є.Е. Лобанов Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
  • Г.І. Нікітський ТОВ "НВП "ЛТУ"
  • О.М. Петченко Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова
  • Г.О. Петченко Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова

Ключові слова:

іонні кристали, центри забарвлення, оптичний абсорбційний метод, коефіцієнт пропускання, об’ємна концентрація F-центрів, спектральний показник ослаблення, смуги оптичного поглинання, показник заломлення, коефіцієнт відбиття, потік випромінювання.

Анотація

На сьогоднішній час іонні кристали широко застосування в приладах різного призначення. У рентгеноспектральній оптиці їх широко використовують як кристал-монохроматори, в оптичних приладах застосовуються   лінзи і прозорі оптичні середовища (світлофільтри), зроблені з оптично чистих матеріалів - іонних кристалів. Загалом, головна позитивна риса цих матеріалів - прозорість щодо проходження випромінювання у видимій області спектра (коефіцієнт пропускання близько 0,9) і нейтральність - тобто,  приблизно однакова реакція середовища на різні спектральні діапазони випромінювання. Іонні кристали також широко використовуються у детекторній техніці (сцинтилятори, дозиметри іонізуючого випромінювання) і лазерах. Також відоме їх широке застосування у акустооптиці і електротехніці (лінії затримки електричних сигналів, які набувають ефективності через порівняно незначне поглинання УЗ-хвиль, і, відтак, є можливість працювати з широкою послідовністю зондуючих кристал сигналів). Відомо, що при проходженні іонізуючого опромінення через іонні кристали, в них виникають центри забарвлення, які можуть змінювати спектральний склад випромінювання як у УФ-області, так і у видимому діапазоні. Наприклад, найпростіші конфігурації центрів забарвлення (F-центри) призводять до появи у оптичних матеріалах додаткових смуг поглинання, що локалізуються на осі довжин хвиль із максимумом на довжині хвилі lmax = 248 нм, але більш складні конфігурації радіаційних пошкоджень в твердих тілах вже призводять до виникнення смуг поглинання на довжинах хвиль, що знаходяться у видимому діапазоні. Це вже представляє певні складнощі для розробників і проектувальників відповідного обладнання, так як зміна спектрального складу випромінювання, що проходить через оптичну систему приладу може призвести, наприклад, до втрати ефективності вибраного приймача випромінення, головною характеристикою якого є, в першу чергу, спектральна чутливість. Урахування можливих змін у спектральному складі випромінювання - важлива і актуальна задача сучасного оптичного приладобудування. Мета даної роботи - аналіз і обґрунтування методу, який враховує структурні зміни у опромінених зовні іонних кристалах.

Посилання

[1] V.M. Lisitzyn. Radiation solid state physics. Tomsk: “Izdatelstvo Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta”, 2008, 172 p. (in Russian).
[2] M.V. Galustashvili, M.G. Abramishvili, D.G. Driaev, V.G. Kvachadze. Effect of magnetic field on the radiation hardening LiF crystals // FTT. 2011, N 53(7), p. 1340-1342.
[3] T. Klempt, S. Schweiser, K. Schwartz, et al. Magnetic resonance unvestigation of the dynamics of F centers in LiF // Solid State Communications. 2001, N 119, p. 453-458.
[4] A. Smakula. Uber Erregung und Entfarbung lichtelektrisch leitender Alkalihalogenide // Z. Physik. 1930, N 9-10 (59), р. 603-614.
[5] А. Smakula, P. Avakian. Color centers in cesium halide single crystals // Phys. Rev. 1960, N 6, p. 2007-2014.
[6] D.L. Dexter. Absorption of light by atoms in solids // Phys. Rev. 1956, N 101, p. 48-55.
[7] G.A. Petchenko, S.S. Ovchinnikov. Effect of the preliminary deformation and irradiation on the optical absorption in LiF crystals // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Physics of Radiation Effect and Radiation Materials Science”. 2014, N 2(90), p. 29-33.
[8] G.A. Petchenko, A.M. Petchenko. Dependence of electronic color center concentration on the state of irra-diated LiF crystal dislocation structure // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Physics of Ra-diation Effect and Radiation Materials Science”. 2015, N 2(96), p. 25-28.
[9] М.М. Gurevich. Photometry (Theory, methods and devices), L.: “Ehnergoatomizdat”, 1983, 272 p.
[10] V.V. Meshkov, The basics of lightning engineering, М.: «Energiya», 1979, 368 p.
[11] A.M. Petchenko, G.A. Petchenko. Features of resonance absorption of longitudinal ultrasound in strained crystals KBr at temperature variations // Functional Materials. 2007, V. 14, № 4, P. 475 – 479.
[12] G.A. Petchenko, A.M. Petchenko. Effect of crystal pre-straining on phonon damping of dislocations // Functional Materials. 2008, V. 15, № 4, P. 481 – 486.
[13] O.M. Petchenko, G.O. Petchenko. Phonon drag of dislocations in KCl crystals with various dislocation structure states // Ukrainian journal of physics. 2010, V. 55, №. 6, P. 716 – 721.
[14] R. Truell, Ch. Elbaum, B. Chik. Ultrasound methods in solid state physics. Moskva: “Mir”, 1972. 307 p.
[15] A.A. Botaki, A.A. Vorobev, V.A. Ulyanov, Radiation physics of ionic crystals, М.: Аtomizdat, 1980. – 208 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-11-27

Як цитувати

Лобанов, Є., Нікітський, Г., Петченко, О., & Петченко, Г. (2020). Сутність та застосування оптичного абсорбційного методу для проведення кількісного і якісного аналізу радіаційних дефектів у оптичних кристалах. Світлотехніка та Електроенергетика , 3(59), 97–100. вилучено із https://lepe.kname.edu.ua/index.php/lepe/article/view/449

Номер

Том 3 № 59 (2020): Світлотехніка та електроенергетика

Розділ

Статті

Ліцензія

   Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).