куб цирконнь алмазаас өндөр нягтралтай (хольцын төрөл, агууламжаас хамааран 6 г/см 3), хатуулаг багатай (алмазын хувьд 10 биш 8.5), хос хугаралтгүй гэдгээрээ алмазаас ялгаатай.

Өнгөгүй хэлбэртэй куб цирконууд нь гоо үзэсгэлэн, гялалзсан байдал, өнгө үзэмжээрээ жинхэнэ алмаазаас бараг ялгагдахгүй. Энэ нь хугарлын өндөр үзүүлэлт (2.14 - 2.18), түүнчлэн гэрлийн өндөр тархалт - 0.06-тай холбоотой юм. Тийм ч учраас куб циркон нь маш их хайртай, алдартай байдаг. Мөн энэ нь нэлээд хямд юм. Хэрэв танд зүгээр л чимэглэл хэрэгтэй бол куб цирконыг сонгоход чөлөөтэй байгаарай!

Куб циркон үнэт эдлэлийг олон үнэт эдлэлийн дэлгүүрт зардаг. Ихэнхдээ эдгээр нь бөгж, ээмэг юм.

YAG (итриум хөнгөн цагаан анар)алмазаас бага хугарлын илтгэгч (1.832), бага тархалт (0.028), өндөр нягтрал (4.65 г / см 3, хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс хамаарч үнэ цэнэ нь өөр өөр байж болно), бага хатуулаг (Mohs масштабаар 8.5, 1550 кгс /) зэргээрээ ялгаатай. Викерсийн дагуу мм 2, онгоцны хувьд склерометрийн дагуу 1100 кгс / см 2 (100)).

Хатуу төлөвт лазеруудаас хамгийн алдартай нь неодим лазер юм. Эдгээр лазеруудад идэвхтэй орчин нь ихэвчлэн Y3AI5O12 талст [TOVVOS: YAG (иттриум хөнгөн цагаан анар)] бөгөөд Y3+ ионуудын зарим нь Nd3+ ионоор солигддог.

GGG (гадолиний галлийн анар)- хугарлын бага индекс (0.4-ээр), огцом өндөр тархалт (бараг хэмжээний дараалал).

Үйлдвэрийн аргаар боловсруулсан GGG болор өсөлтийн технологи нь том дан талстуудыг ургуулж, тэдгээрийг ашиглан 100 мм хүртэл диаметртэй, 200 мм урттай лазерын идэвхтэй элементүүдийг сайн оптик чанартай үйлдвэрлэх боломжтой болгодог.

YAG болороос ялгаатай нь GGG тор нь неодимийн хольцын ионуудын өндөр концентрацийг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр чийдэнгийн шахуургын дор лазерын цацрагийн үр ашгийг 5% хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь YAG лазертай харьцуулахад ойролцоогоор 2 дахин их юм. Нэмж дурдахад GGG тор нь насосны чийдэнгийн цацрагийг хүчтэй шингээж, өдөөлтийг Nd3+ ион руу шилжүүлдэг Cr3+ эсвэл Ce3+ мэдрэмтгий ионуудтай болорыг идэвхжүүлж, лазерын үр ашиг, цацраг туяа, хэт ягаан туяаны эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.

Синтетик рутил

Синтетик рутилхүчтэй тархалт, хугарлын өндөр индекс, нягтрал ихтэй, хатуулаг багатай.

Энгийн цацрагийн хугарлын илтгэгч (натрийн гэрэлд) 2.62, ер бусын нь 2.90, B - G интервал дахь тархалт 0.28 байна. Эдгээр ер бусын өндөр үнэ цэнэ нь чулуунд гэрлийн тоглоом үүсгэдэг. байгалийн алмаазын шилдэг тоглоомТиймээс нүүртэй синтетик рутил бол гайхалтай үзэсгэлэнтэй чулуу юм. Гэхдээ хатуулаг нь ердөө 6.5, энэ нь сул тал, өөр нэг сул тал бол эдгээр чулуунууд нь үргэлж шаргал өнгөтэй байдаг (мөн хүчтэй тархалтыг харахад хэцүү өнгөт сортуудын эрэлт бага байдаг).

Синтетик чулуу нь үргэлж өөрийгөө илчилдэг: энэ нь хийн бөмбөлөг хэлбэрийн орцуудыг агуулдаг.

Синтетик шеелит

Синтетик шеелит- хугарлын индекс ба тархалт бага, хатуулаг бага, нягтрал ихтэй.

Байгалийн эрдэнийн чанартай шеелит нь маш ховор байдаг тул энэ ашигт малтмалын (кальцийн гянт болд) зүссэн чулууг үнэт эдлэлд ашиглах ноцтой материалаас илүү цуглуулагчийн зүйл гэж үздэг.

Гэхдээ Чехральскийн аргаар гаргаж авсан синтетик шеелит нь том тунгалаг хэсэг хэлбэрээр их хэмжээгээр үйлдвэрлэгддэг бөгөөд зах зээл дээр байгалийн материалаар дамждаг бөгөөд өндөр үнээр үнэлэгддэг.

Синтезжүүлсэн чулууны шинж тэмдэг нь Вернейлийн нийлэгт ажиглагдсан шугамтай маш төстэй муруй шугамууд, түүнчлэн маш жижиг бөмбөлөг бүхий үүлнүүд байж болно.

Лити ниобат

Лити ниобатЭнэ нь өндөр хос хугаралт, хувийн жин ихсэх, хатуулаг багатай, хэт ягаан туяанд гэрэлтдэггүй гэдгээрээ ялгагдана.

Лити ниобат(LiNbO 3) нь ниоби, лити, хүчилтөрөгчийн нэгдэл юм. Ромбоэдр бүтэцтэй өнгөгүй хатуу. Хайлах цэг 1257 °C, нягт 4.65 г/см³.

Литиум ниобатын талстууд нь 0.4-5.0 микрон долгионы урттай оптик ил тод байдаг; энгийн цацрагийн хугарлын илтгэгч 2.29, ер бусын туяа 2.20 (0.63 мкм долгионы урттай).

Fe-aded литийн необат талстууд нь кино гэрлийн хөтөч болгон голограф лазер туяаны хяналтын системийг бий болгох ирээдүйтэй юм. Үүн дээр суурилсан долгионы хөтлүүр нь цахилгаан оптик ба акусто-оптик шилжих төхөөрөмж гэх мэтэд ашиглагддаг.

Фабулит

Фабулиталмазаас хатуулаг (Mohs масштабаар 6.5), нягтрал нь 5.13 г/см3 (алмазаас хамаагүй өндөр) ялгаатай. Ижил үгс: диагем, старилан.

Энэ нь хугарлын илтгэгч, тархалт (0.190), изотропи, өнгөөр ​​ялгагдах бараг боломжгүй юм.

Фабулит- таусонит ашигт малтмалын синтетик аналог, стронцийн титанат. Анхны өнгө нь хар өнгөтэй бөгөөд ил тод байдлыг гэрэлтүүлж, ванадий, хром, төмөр болон бусад хольцын улмаас шараас хар улаан эсвэл хүрэн өнгөтэй дулаан өнгөтэй материалыг олж авдаг. Ниобий ба танталын хольц нь материалыг цэнхэр өнгөтэй болгодог.

Энэ бол маш гайхалтай зүсэх материал юм.

Шилэн гялбаа.

Давхарууд

Бүх дуураймал, хуурамчаас гадна алмазан давхартуудыг бас мэддэг: энэ тохиолдолд чулууны дээд хэсэг нь алмаазаар хийгдсэн бөгөөд доод хэсэг нь өнгөгүй синтетик индранил, чулуулгийн болор эсвэл шилээр хийгдсэн; Заримдаа алмазан давхартуудыг синтетик шпинель (дээд хэсэг) ба фабулит (доод хэсэг) -ээс хийдэг.

Стронцийн титанат (фабулит)

Рутилтэй харьцуулахад энэхүү синтетик чулуу нь үнэт эдлэлийн алмаазыг орлуулахад илүү тохиромжтой. Энэ нь бүрэн өнгөгүй, оптикийн хувьд изотроп, хугарлын илтгэгч (2.41) алмазтай төстэй. Фабулитын тархалт (0.1 - 0.2) илүү өндөр байдаг бөгөөд энэ нь гэрлийн туяа эсвэл гэрэлтүүлгийн тусгалын өнцөг өөрчлөгдөхөд үзэсгэлэнтэй тоглох боломжийг олгодог. Фабулитын хатуулаг нь 5.5 - 6.5 байдаг тул ээмэг, унжлага хийхэд ашиглахыг зөвлөж байна, харин цагирагт биш харин хурдан элэгддэг.

Стронций титанатын нийлэгжилтийг M. A. Verneuil-ийн сайн мэддэг аргын дагуу хийдэг.

Өсөн нэмэгдэж буй талстыг бага температурт хүчилтөрөгчийн урсгалаар баяжуулах шаардлагатай. Гадаадад фабулитийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг National Ice and Co (АНУ) компани гүйцэтгэдэг. Фабулитыг ЗХУ-д үйлдвэрлэдэггүй.

Итриум хөнгөн цагаан анар (YAG)

Итриум хөнгөн цагааны исэл (Y 3 A1 5 O 12) нь анар бүтэцтэй бөгөөд ихэвчлэн иттриум хөнгөн цагаан анар - YAG эсвэл анар гэж нэрлэгддэг. YAG ихэвчлэн Czochralski аргыг ашиглан ургадаг боловч флюс бүхий хайлмалаас талсжуулах арга нь сайн үр дүнг өгдөг. YAG-ийн синтезийн нөхцөл нь корунд ургах нөхцөлтэй маш төстэй юм.

Эхэндээ иттриум хөнгөн цагаан анарыг зөвхөн технологид ашигладаг байсан; Зарим лантанидыг (ялангуяа неодим) нэмснээр лазер технологид ашигласан талстуудыг ургуулсан: үүнээс гадна YAG талстууд нь лазер технологи, радио электроникийн ферримагнет анарын синтезийн субстрат болж өгдөг.

Сүүлийн жилүүдэд YAG нь үнэт эдлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Лантанидыг нэмсэний ачаар байгальд байдаггүй улаан, ногоон, шар, хүрэн гэх мэт өөр өөр өнгийн талстыг олж авах боломжтой болсон. Гадаадад YAG-ийг хэд хэдэн компаниуд үйлдвэрлэдэг бөгөөд хамгийн алдартай нь Линда (АНУ) гранат юм.

ЗХУ-д YAG-ийг чиглэлтэй талстжуулах аргыг ашиглан үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь төгс жигд, цэвэр талстыг ургуулах боломжийг олгодог.

Хиймэл анарыг өндөр температурт гүн вакуумд тусгай аппаратад бий болгодог. Уг үйлдвэр нь цайвар, ягаан, шар, ногоон анар үйлдвэрлэдэг. Синтезийн хугацаа ойролцоогоор 4 хоног байна. Нил ягаан, нимбэгнээс эхлээд цэвэр хөх, голт бор хүртэл ямар ч өнгийн YAG талстыг олж авах судалгаа хийгдэж байна.

Лити ниобат

Литиум ниобат - LiNbO 3 - харьцангуй зөөлөн синтетик чулуу (хатуулаг нь Мохсын масштабаар 5.5 орчим). Энэ нь юуны түрүүнд оптик шинж чанараараа сонирхолтой бөгөөд үүнийг лазер технологид ашиглах боломжтой болгосон. Түүний хугарлын илтгэлцүүр нь 2.2 -2.3, тархалт нь 0.12 өндөр бөгөөд энэ нь чулууг сайхан тоглох боломжийг олгодог.

Кристалыг Czochralski аргыг ашиглан ургуулдаг. Хайлмал руу шилжилтийн бүлгийн металлын ислийг нэмснээр янз бүрийн өнгөт талстыг авч болно: хромын исэл нэмэхэд - ногоон, төмрийн исэл - улаан, кобальт исэл - цэнхэр эсвэл цэнхэр. ЗХУ-д литийн ниобат нийлэгждэггүй.

Байгальд байдаггүй хэд хэдэн төрлийн нийлэгжүүлсэн чулуунууд байдаг. Эдгээр талстуудыг хатуу биетийн физикийн чиглэлээр судалгаа хийх явцад санамсаргүй байдлаар ургуулсан. Эдгээр талстуудын заримыг зүссэний дараа үнэт эдлэлд ашиглаж эхэлсэн.

Стронцийн титанат

Эдгээрийн нэг нь Вернейлийн шатаагчаар ургуулсан синтетик стронцийн титанат юм. Стронцийн титанат нь SrTiO3 химийн найрлагатай. Стронцийн титанат ба эрдэс перовскит (CaTiO3) нь куб бүтэц, болор хэлбэрийн хувьд маш төстэй юм. Стронцийн титанат нь изотроп шинж чанартай, бараг өнгөгүй, натрийн гэрэлд хугарлын илтгэгч 2.410, B-ээс G хүртэлх мужид 0.19 дисперс, хувийн жин 5.1, хатуулаг 6. Стронцийн титанат нь бусад нэртэй байдаг. старилиан, фабулит, диагем. Гялалзсан зүсэгдсэн стронцийн титанат нь алмазтай маш төстэй боловч хатуулаг эсвэл 3.52 хувийн жингээр нь амархан танигдаж, хэт ягаан туяанд гэрэлтдэггүй. Стронций титанатыг алмазаас ялгахад хялбар байдаг тул үнэт эдлэлд ашигладаггүй байв.

Лити ниобат

Байгальд байдаггүй ч зохиомлоор ургуулж болох өөр нэг бодис бол литийн ниобат юм. Натрийн ниобат нь Америкийн үнэт эдлэлийн зах зээлд Линобат нэрээр орж ирсэн. Литийн ниобат нь ихэвчлэн өнгөгүй ургадаг боловч тусгай нэмэлтүүд нэмбэл улаанаас нил ягаан хүртэл өнгө олж авах боломжтой. Литиум ниобат нь LiNbO3 химийн найрлагатай. Химийн шинж чанарын хувьд энэ нь стронцийн титанатын шинж чанартай маш ойрхон байдаг. Гэхдээ стронцийн титанатаас ялгаатай нь энэхүү зохиомлоор ургуулсан бодис нь изотроп биш, харин нэг тэнхлэгт эсвэл өөр тригональ юм. Литийн ниобат нь натрийн гэрэлд энгийн цацрагийн хугарлын илтгэгч 2.30, энгийн бус цацрагийн хугарлын илтгэгч 2.21 байна. Литийн ниобатын хатуулаг нь 5.5, хувийн жин 4.64, тархалт 0.120, В-ээс G хүртэлх зайд байгаа нь алмазын тархалтаас 3 дахин их байна.

Физикчид анартай маш төстэй бүтэцтэй хэд хэдэн бодисыг нэгтгэсэн. Ийм ашигт малтмал байгальд байдаггүй. Эдгээр анартай төстэй бодисууд нь X3AL3O12 химийн томъёотой. Эдгээр бодисыг Verneuil шатаагчаар эсвэл Czochralski аргыг ашиглан бүтээдэг бөгөөд энэ нь хайлмал дээр үрийн хэлбэрээр түдгэлзсэн байгалийн эрдэсийг хайлмалын гадаргууд хүрэх хүртэл буулгаж, дараа нь түүнийг өргөж, эргүүлдэг. Үүнээс болж болор нь том, цилиндр хэлбэртэй болж хувирдаг. Энэ процессыг мөн хайлмал зурах гэж нэрлэдэг. Эдгээр бодисуудаас хамгийн эрэлттэй нь Yttrium Aluminium Garnet болон Daimonair юм. Ихэвчлэн Yttrium Aluminium Garnet болон Daimonair-ийг өнгөгүй болгодог боловч тусгай хольц нэмснээр өөр өнгө өгөх боломжтой. Жишээлбэл, хэрэв та хром нэмбэл бодис нь ногоон өнгөтэй болж, демантоидтой төстэй болно. Та синтетик бодисыг демантоидоос өвөрмөц таталцлаар нь ялгаж чадна, учир нь тухайн бодис нь 4.6 хувийн жинтэй байдаг бол демантоид нь хамаагүй бага байдаг.

Өнөө үед хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хатуу төлөвт лазеруудын нэг бол иттриум хөнгөн цагаан анар нь матриц, ионууд нь идэвхжүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг лазер юм. Энэ лазерын хүлээн зөвшөөрөгдсөн тэмдэглэгээ нь

Лазер нь харьцангуй бага өдөөх босго, өндөр дулаан дамжуулалттай тул өндөр импульсийн давталтын хурдаар лазер үүсгэх, түүнчлэн тасралтгүй горимд лазер үүсгэх боломжтой болгодог. Лазерын үр ашиг харьцангуй өндөр; хэдэн хувьд хүрдэг.

Анар дахь неодимийн ионы үндсэн шилжилтийг Зураг дээр үзүүлэв. 1.16. Зураг дээр "энергийн зурвас" гэж дүрсэлсэн тодорхой атомын хэсгүүдийн хооронд шилжилт явагддаг. "Хамтлаг" (нэр томьёо бүр) нь анарын болор торны цахилгаан талбарт өгөгдсөн нэр томъёоны хуваагдал (Старкийн хуваагдал) -ын үр дүнд бий болсон харьцангуй нарийн энергийн түвшний бүлэгт тохирдог.

Шахах үйл явцын үед неодим ионууд нь үндсэн төлөвөөс гурван бүлэг төлөвт шилждэг: A, B, C. бүлэг нь B бүлэг - нэр томьёо ба Б бүлэг - эдгээр гурван бүлэг төлөвт нийцдэг анар дахь неодимийн шингээлтийн спектрийн гурван зурвастай тохирч байна;

Зурагт үзүүлэв. 1.17, a (A-, B- ба C-хамтлагууд тус тус). Зураг дээр тодорхой харагдаж буй шингээлтийн туузны нарийн бүтэц нь Старкийн нэр томъёоны хуваагдлын үр нөлөөг харуулж байна.

Энэ нэр томъёо нь ажлын дээд "түвшин" юм. Неодимийн ионууд гэрэлтэж, энэ "түвшин" -ээс дулаантай тохирох түвшинд шилждэг. Шилжилтийн үед эрчим хүчний гол хувийг (60%) онцолсон байдаг. шилжилтийн хувьд анар дахь неодимийн гэрэлтэх спектрийг үзүүлэв. хамгийн хүчтэй шугамууд нь 1.0615 ба 1.0642 мкм байна. Хүснэгтэнд 1.1-д янз бүрийн шилжилтийг харгалзан 18 гэрэлтэлтийн шугамын долгионы уртыг харуулав 114]; өгөгдлийг 300 К-ийн температурт авсан. лазерын хялбаршуулсан байдлаар дөрвөн түвшний ажлын схемийг ашиглаж болно; үндсэн "түвшин" - 4/9/2 гэсэн нэр томъёо, доод ажлын "түвшин" - дээд ажлын "түвшин" гэсэн нэр томъёо - өдөөх "түвшин" гэсэн нэр томъёо - нэр томъёо ба Диполь ойролцоолсон үед шилжилтийг хориглоно гэдгийг анхаарна уу (оптикийн хувьд хориотой). ийм шилжилтийн үед неодимийн ионы тойрог замын квант тоо 3 болж өөрчлөгддөг; тиймээс -нэр томъёонд харгалзах төлөвүүд метастабил байна.