Введение
Глава 1. Управление процессами тепломассопереноса при выращивании кристаллов 20
1.1. Контактные и бесконтактные способы управления 20
1.2. Характеристика тепловых полей 22
1.2.1. Принцип симметрии Кюри и симметрия
конвективных процессов 22
1.2.2. Температурные колебания при выращивании кристаллов 28
1.3. Критерии подобия и численное моделирование 31
1.4. Тепломассоперенос при выращивании кристаллов
гидротермальным методом 34
1.5. Выводы к главе 1 35
Глава 2. Борат бария р-ВаІЬС - материал нелинейной оптики 37
2.1. Введение к главе 2 37
2.2. Бораты бария. Система ВаО-ВгОз 41
2.3. Стеклообразование в системе ВаО-ВгОз 46
2.4. Получение исходного состава ВаВг04
2.4.1. Водные способы синтеза: осаждение ВаВгО пНзО из водных растворов 49
2.4.2. Синтезы методами «мягкой химии»
2.4.3. Безводные высокотемпературные способы синтеза: обменные
химические реакции, спекание, сплавление 52
2.5. Полиморфизм и кристаллическая структура 55
2.6. Особенности кристаллизации расплава ВаВ2С 4 ." .60
2.7. Выращивание монокристаллов (3-ВаВг04
2.7.1. Выращивание из собственного расплава 66
2.7.2. Выращивание из раствора в расплаве
2.7.2.1. Подбор растворителя 68
2.7.2.2. Техника выращивания
2.8. Дефекты и примеси в кристаллах 76
2.9. Свойства и применение 77
2.10. Выводы к главе 2 79
Часть 2. Математическое моделирование 81
Глава 3. Моделирование процессов тепло-массо-переноса при изменении симметрии и вращении теплового поля 81
3.1. Постановка задачи и граничные условия для численного моделирования 81
3.2. Алгоритм численного решения 85
3.3. Численное моделирование тепловых полей и конвективных течений при выращивании кристаллов в стационарном азимутально-распределенном тепловом поле 87
3.4. Численное моделирование тепловых полей и конвективных течений при выращивании кристаллов во вращающихся тепловых полях 92
3.4.1. R01L2 симметрия теплового поля 92
3.4.2. RotLi симметрия теплового поля 99
3.5. Выводы к главе 3 107
Часть 3. Экспериментальные исследования 108
Глава 4. Прецизионная нагревательная печь для выращивания кристаллов 108
4.1. Типовая нагревательная печь 108
4.2. Конструкция прецизионной печи 112
4.3. Характеристика теплового поля прецизионной печи 116
4.4. Дополнительные возможности 119
4.5. Выводы к главе 4 120
Глава 5. Фазовые равновесия в тройной системе BaO-B203-Na20 121
5.1. Методика эксперимента 121
5.2. Результаты экспериментальных исследований 123
5.2.1. Рентгенограмма порошка (3- ВаВ204 123
5.2.2. Разрез ВаВ204 -Na20 124
5.2.3. Соединение NaBaB03 129
5.2.4. Поверхность ликвидуса в фазовом треугольнике BaB204-NaB02 -NaBaB03 134
5.3. Обсуждение результатов 134
Глава 6. Выращивание кристаллов Р фазы метабората бария (ВВО) с использованием контактных методов управления процессами тепломассопереноса 138
6.1. Синтез шихты 138 6.2. Выращивание кристаллов в условиях высоких значений градиентов температур 141
6.3. Выращивание кристаллов на гибком подвесе 144
6.4. Выращивание кристаллов с принудительным перемешиванием маточного раствор-расплава 146
6.5. Выращивание кристаллов с подпиткой
6.6. Концентрационное переохлаждение 153
6.7. Вывод к главе 6 157
Глава 7. Выращивание кристаллов методом изменения симметрии и вращения теплового поля (Heat Field Rotation Method - HFRM) 159
7.1. Модельные эксперименты и аналитическое обоснование 159
7.2. Установка для выращивания кристаллов в условиях вращения теплового поля 1 7.2.1. Устройство установки 164
7.2.2. Создание стационарных и вращающихся тепловых полей различной симметрии 169
7.2.3. Амплитудно-частотные характеристики теплового поля 172
7.2.4. Управление амплитудно-частотными характеристиками тепловой волны в модернизированной установке для выращивания кристаллов в условиях вращения теплового поля 174
7.3. Выращивание кристаллов ВВО 179
7.3.1. Выращивание кристаллов ВВО в стационарных азимутально распределенных тепловых полях 179
7.3.2. Выращивание кристаллов ВВО во вращающихся тепловых полях различной симметрии 186 7.4. Выращивание кристаллов двойного цезий-литиевого бората (CsLiBeOio - CLBO) методом Киропулоса
во вращающемся тепловом поле 192
7.4.1. Система CsaO-LiiO-BiOs-MoOs 192
7.4.2. Методика выращивания кристаллов CLBO 195
7.5. Перспективы применения метода вращения теплового поля к выращиванию кристаллов «закрытыми» способами - гидротермальному и ампульному 197
Глава 8. Контроль качества выращенных кристаллов ВВО, изготовление оптических элементов и их применение в нелинейной оптике 201
8.1. Предварительная разделка буль 201
8.2. Оптический контроль качества 201
8.3.Изготовление нелинейно-оптических элементов 205
8.4. Вхождение примесей щелочных металлов в структуру ВВО 208
8.5. Применение кристаллов в устройствах нелинейной оптики 2 8.5.1. Оптическое пропускание кристаллов 211
8.5.2. Генерация высших гармоник 211
8.5.3. Параметрические генераторы света на кристалле ВВО 214
8.5.4. ВВО как нелинейно-активный кристалл 3-его порядка 215
8.5.5. Генерация 4-ой и 5-ой гармоник излучения Nd:YAP лазера на кристалле CLBO 217
Основные выводы и заключение 220
Литература:
