Монокристалл - сапфир
Cтраница 3
 |
Типичная схема экспериментальной установки. [31] |
Требование прозрачности возникает тогда, когда нужна визуализация потока, т.е. эксперимент ставится с целью детального изучения структуры течения. Что касается точного поддержания постоянной граничной температуры, то теплопроводность стекла может оказаться для этого недостаточной. Поэтому вместо стеклянной часто применяют пластину из монокристалла сапфира - его теплопроводность на порядок ниже, чем у меди. Тем не менее, во многих случаях она существенно превосходит теплопроводность рабочей жидкости - например, на два порядка, если рабочей жидкостью является вода. Однако при использовании сапфира приходится ограничиваться небольшими ( в несколько сантиметров) горизонтальными размерами слоя: более крупные сапфировые пластины изготовить не удается. [32]
Группа из Перта ( Австралия) создает ниобиевую антенну, которая будет подвешена на сверхпроводящем подвесе. Масса болванки составляет несколько десятков килограмм, механическая добротность Q108 при рабочей температуре около 4 К. Другая оригинальная идея, предложенная В. Б. Брагинским из Москвы [8], состоит в использовании болванок с относительно небольшой массой 10 - 100 кг, изготовленных, например, из монокристалла сапфира. Определенные монокристаллы обладают предельно низкими потерями. Как было показано в разд. Именно по такому пути совершенствования резонансных антенн идет московская группа. Основная трудность, возникающая при использовании столь высокодобротных систем, связана с сопряжением антенны и датчика. Оно должно быть таким, чтобы не вносить значительное дополнительное затухание в антенну. Московская группа применяет емкостный СВЧ-датчик для регистрации колебаний антенны. [33]
Условия работы активного материала лазера также накладывают определенные требования на свойства матрицы. В первую очередь она должна обладать высокой теплопроводностью. Твердотельные лазеры на диэлектрических монокристаллах имеют весьма небольшой кпд ( порядка 1 - 5 %) и, следовательно, весьма значительная часть энергии накачки идет на нагрев активной среды. Если активная среда не может эффективно рассеять эту энергию, то неизбежен выход из строя всей системы. Наиболее приемлемыми свойствами в этом отношении обладают монокристаллы сапфира ( рубина) и именно этим фактом объясняется их использование, несмотря на трехуровневую схему генерации. [34]
Область частот Г, соответствует частотам эл. Однако упругие волны могут распространяться в среде только при условии, что их длина волны заметно больше длины свободного пробега частиц в газах или больше межатомных расстояний в жидкостях и твердых телах. Но даже в монокристалле кварца, отличающемся малым затуханием в нем упругих волн, продольная гиперзвуковая волна с частотой 1 5 - 109 Гц, распространяющаяся вдоль оси кристалла при комнатной темп-ре, ослабляется по амплитуде в 2 раза, пройдя расстояние всего в 1 см. В монокристаллах сапфира, пиобата лития, желе. [35]
Интересным вариантом метода электронно-лучевого плавления, пригодным для выращивания кристаллов непроводящих материало. Этот метод основан на самостоятельном газовом разряде постоянного тока, создаваемом в полом катоде кольцевой формы, окружающем рабочую зону. При давлении Аг, Ог и других газов в несколько миллиметров ртутного столба и при напряжении на катоде в несколько киловольт испускаемые катодом электроны ионизируют газ и образуют проводящую плазму. Ток в плазме достигает нескольких сот миллиампер, причем анодом может служить любая удобная заземленная деталь системы. Таким образом, в отличие от тра-дицио няого электронно-лучевого плавления в рассматриваемом случае нагреваемый материал не обязательно должен быть электропроводящим, чтобы замыкалась электрическая цепь. Придавая внутренней стороне катода соответствующую форму, можно сфокусировать электроны и образующиеся ионы на образец и добиться его плавления. Хотя катод частично охлаждается циркулирующей внутри него водой, наилучшие результаты, по-видимому, получены при температурах катода, лежащих лишь немного ниже температуры красного каления. В этом смысле термин холодный катод не совсем правилен. Для плавления материалов с температурами плавления, намного превышающими 2200 - 2500 С, нержавеющая сталь не годится и требуются другие материалы. Этот газ выполняет еще одну положительную роль, подавляя разложение расплавляемого материала. Такая методика успешно использовалась [87] для выращивания монокристаллов сапфира, иттрий-алюминиевого граната и других веществ методом плавающей зоны. [36]
Страницы: 1 2 3