[LT] Optinis fazinių virsmų kristaluose tyrimo įrenginys priklauso optikai ir gali būti pritaikytas feroelektrinių kristalų optinių savybių ir fazinių virsmų priklausomybės nuo išorinių parametrų tyrimui.@Įrenginį sudaro šviesos šaltinis (1), šviesos intensyvumo moduliatorius (2), monochromatorius (3) su valdymo bloku (4), poliarizatorius (5), kristalas (6) su jame įtaisytu bandinio laikikliu, temperatūros matuoklis (7), fotoimtuvas (8), sinchroninis detektorius (9), įtampų dalybos blokas (10), komparatorius (11), atraminis šaltinis (12), proporcingo bangos ilgiui signalo blokas (13), dvikoordinatis registratorius (14), specialus maitinimo šaltinis (15), jungiklis (16), sinchroninis detektorius (17), bangos ilgio moduliatorius (18).
[EN] An optical mechanism, used for the investigations of phase transitions in crystals relates to the sphere of optics. It can be used for the research of optical characteristics and phase transitions subordination from exterior parameters in ferroelectrical crystals. The mechanism consists of a light source (1), a modulator of the light intensity (2), a monochromator (3) with a controlling block (4), a polarizator (5), a crystal (6) with a sample holder fixed in it, a temperature measuring instrument (7), a photoset (8), a synchronous detector (9), a block of strains division (10), a comparator (11), a support source (12), a block of signal, proportional to a wave length (13), two-coordinate registrar (14), a special feeding source (15), a switch (16), a synchronous detector (17), a wave length modulator (18).
[0001] Išradimas priklauso optikos sričiai ir gali būti pritaikytas feroelektrinių kristalų optinių savybių ir fazini u virsmų tyrimui
[0002] Fazinių virsmų tvrimui naudojamas optinis fazinių virsmų kristaluose tyrimo Įrenginys, susidedantis iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio, šviesos intensyvumo moduliatoriaus. monochromatoriaus su valdvmo bloku, šviesos poliarizatoriaus, kriostato su jame įtaisytu bandinio laikikliu ir temperatūros matuokliu, fotoimtuvo. prie kurio išėjimo prijungtas sinchroninio detektoriaus pirmas įėjimas, o antras įėjimas sujungtas su šviesos moduliatoriais išėjimu, sinchroninio detektoriaus išėjimas sujungtas su dvikoordinačio registratoriaus pirmuoju įėjimu, dvikoordinačio registratoriaus antras įėjimas sujungtas su temperatūros matuoklio išėjimu (Lietuvos respublikos patentas Nr. 3848: Žinomas optinis fazinių virsmų kristaluose tyrimo įrenginvs. susidedantis iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio. šviesos intensyvumo moduliatoriaus, monochromatoriaus su valdymo bloku, šviesos poliarizatoriaus, kriostato su jame įtaisytu bandinio staleliu ir temperatūros matuokliu, fotoimtuvo, prie kurio išėjimo prijungtas sinchroninio detektoriaus pirmas įėjimas, sinchroninio detektoriaus išėjimas prijungtas prie perjungiklio įėjimo, kurio pirmas išėjimas sujungtas su atminties bloko pirmuoju įėjimu, antras - su įtampų dalybos bloko pirmu įėjimu, antrasis atminties bloko įėjimas sujungtas su valdymo bloko išėjimu, o antrasis dalybos bloko įėjimas sujunutas su atminties bloko išėjimu, ir dvikoordinačio registratoriaus, kurio pirmas įėjimas sujungtas su valdymo bloko išėjimu, komparatoriaus, kurio antras įėjimas prijungtas prie dalybos bloko išėjimo, o išėjimas - prie monochromatoriaus valdymo bloko įėjimo, ir atraminio signalo šaltinio, kurio išėjimas prijungtas prie komparatoriaus pirmo įėjimo. Dvikoordinačio registratoriaus antras įėjimas sujungtas su temperatūros matuoklio išėjimu, moduliatoriaus antras išėjimas sujungtas su sinchroninio detektoriaus antai įėjimu (Lietuvos Respublikos Patentas Nr 4317).
[0003] Minėti optiniai fazinių virsmų kristaluose tyrimo įrenginiai tiksliai matuoja, kai matavimai vyksta kristalo fundamentaliosios absorbcijos arba pakankamai plataus spektrinio pločio absorbcijos linijos srityje Žinoma, kad fundamentaliosios absorbcijos kraštas ir plataus spektrinio pločio absorbcijos linija silpnai jaučia kristalo vidinio elektrinio lauko potencialo pokvčius wkstant faziniam virsmui Ypatingai jaučia fazinį virsmą priemaišų (pvz Fe, Cr) siauros absorbcijos linijos Tačiau minėti Įrenginiai negali matuoti siauros linijos maksimumo (arba jos šonines dalies) priklausomybę nuo išoriniu parametrų (temperatūros, slėgio, pridėtos elektrines įtampos). Įrenginys, galintis optiškai tirti fazinius virsmus panaudojant siaurą priemaišine absorbcijos liniją turi patenkinti sekančias sąlygas: Tiksliai nustatyti siauros absorbcijos linijos maksimumo bangos ilgi /...
[0004] 2 Kintant išoriniams parametrams (temperatūrai - /. slėgiui - />, įtampai ' > įrenginys turi keisti monochromatinės bangos ilgį taip, kaip kinta /. JT), 3 Įrenginys vykstant matavimams turi stabiliai palaikyti darbo tašką tie^
[0005] Išradimo tikslas - sukurti optinį fazinių virsmų kristaluose tvrimo įrenginį tiksliai matuojantį siauros absorbcines linijos /-., priklausomybe nuo tolvgiai arba diskretiškai kintančių išorinių parametru {T. />. !:)
[0006] Minėtas tikslas pasiekiamas panaudojant įrenginį, susidedanti iš optiškai sujurmtu šviesos šaltinio (I). šviesos intensyvumo moduliatoriaus ( 2). monocliromatoriaus (3) su valdymo bloku (4), poliarizatoriaus (5). kriostato (6) su jame įtaisvtu bandinio laikikliu ir temperatūros matuoklio (7). fotoimtuvo (8).. prie kurio išėjimo prijungtas sinchroninio detektoriaus (9) pirmas įėjimas Sinchroninio detektoriaus (0) pirmas įėjimas prijungtas prie įtampos dalybos bloko (10) pirmo įėjimo Dalvbos bloko (10) įėjimas sujungtas su komporatoriaus (II) pirmuoju įėjimu. Antras komporatoriaus (11) įėjimas sujungtas su atraminio šaltinio (12) išėjimu. Komparatoriaus (M) išėjimas sujungtas su monochromatoriaus (3) valdymo bloko (4) įėjimu, kurio išėjimas sujungtas si.i proporcingo bangos ilgiui signalo bloko (13) įėjimu. Proporcingo bangos ilgiui signalo bloko (13) pirmasis išėjimas sujungtas su registratoriaus (14) pirmuoju (v) įėjimu Registratoriaus (14) antras (\) įėjimas per jungiklį (16) sujungtas su temperatūros matuoklio (7) išėjimu. Papildomai prie fotoimtuvo (S) prijungtas galintis dirbti pastovios arba valdomos įtampos režimuose specializuotas maitinimo šaltinis (15). kurio išėjimas per jungiklį ( 10) prijungtas prie registratoriaus (14) antroji (\) Įėjimo. Sinchroninio detektoriaus (17) įėjimas sujungtas su bangos ilgio moduliatoriaus (IK) išėjimu Sinchroninio detektoriaus (17) išėjimas sujungtas su įtampu daKbos bloko (10) antru įėjimu
[0007] Maitinimo šaltinio (15) įjungimas ir įren ui n i o blokų sujungimas kaip siūloma išradime, leidžia tiksliai nuslatv t i priemaišų siauros absorbcijos linijos bangos ilgi Įrenginys, panaudodamas siaurą absorbcijos liniją, gali registruoti linijos mažiausias anomalijas (p. T. fr). kai išoriniai parametrai (p. T. C) kinta tolygiai arba diskretiškai Išradimas aiškinamas brėžiniu, kuriame pavaizduota Įrenginio blokine schema Siūlomas įrengi n vs sudarvtas iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio (I). Šviesos intensyvumo moduliatoriaus (2). monochromatoriaus (3) su valdymo bloku (4). poliarizatoriaus (5). kriostato (6) su jame įtaisytu bandinio laikikliu ir temperatūros matuokliu (7). fotoimtuvo (S) prie kurio išėjimo prijungtas sinchroninio detektoriaus ('■)) pirmas įėjimas. Dalybos bloko (10) išėjimas sujungtas su komparatoriau^ M ) pirmuoju įėjimu Antras komparatoriaus (II) įėjimas sujungtas su atraminio šaltinio (12) išėjimu Komparatoriaus (II) išėjimas sujungtas su monochromatoriaus (3) valdvmo bloko (4) įėjimu, kurio išėjimas sujungtas su proporcingo bangos ilgiui smnalo bloko (13) iejiniu Proporcingo bangos ilgiui signalo bloko (13) pirmasis išėjimas sujunutas su registratoriaus (14) pirmuoju (y) iejimu. Registratoriaus (14) antras i \) išėjimas sujungtas per jungiklį (16) su temperatūros matuoklio (7) išėjimu Prie fotoimtuvo (8) prijunutas specializuotas maitinimo šaltinis (15). kurio, {sėjimas per jungiklį (16) prijungtas prie registratoriaus (14) antrojo (x) įėjimo Sinchroninio detektoriaus (17) įėjimas sujungtas su bangos ilgio moduliatoriaus (18) išėjimu Sinchroninio detektoriaus (17) išėjimas sujungtas su įtampų dalybos bloko (10) antru įėjimu. Baudinys dedamas į kriostate (4) įrengtą bandinio laikiklį.
[0008] Balta šviesos šaltinio (I ) šviesa amplitudiškai moduliuojama moduliatoriumi (2).Po toji patenka į monochromatorių (3), kur išskiriamas tam tikro šviesos banuos ilmo spindulys, poliarizuojamas poliarizatoriumi (5) ir. praėjęs kriostatą (6) patenka Į fotoimtuvą (S). Elektrinis fotoimtuvo signalas proporcingas praėjusiam pro bandini šviesos intensyvumui 1 sinchroniškai moduliacijos dažniu detektuojamas sinchroniniu detektoriumi (9).
[0009] Pirmiausia nustatoma priemaišines absorbcijos linijų spektras, atrenkama linija jautriausiai reaguojanti į fazinį virsmą, nustatomas šios linijos maksimumo bangos ilgis /'....
[0010] Tuo tikslu fotoimtuvo (8) maitinimo šaltinis (15) iš pastovios įtampos režimo perjungiamas į valdomos Įtampos režimą. Šaltinis (15) valdomos įtampos režime palaiko signalą proporcingą praėjusios pro bandinį šviesos intensyvumui / pastovų, kintant monochromatinės šviesos bangos ilgiui /. arba bandinio temperatūrai T. Tokiu atveju iš specializuoto maitinimo šaltinio (15) paimta per dalytuvą įtampa atkartoja siauros absorbcijos linijos —- spektrą, kur I„ krintančios į bandinį šviesos intensyvumas Signalas proporcingas —— paduodamas perjungiklį (16) padėtyje 2 į registratoriaus (14) pirmą (y) įėjimą, o į antrą (\) įėjimą paduodamas iš bloko (13) signalas proporcingas bangos ilgiui L Registratorius (14) registruoja siauros absorbcijos linijos grafiką ir
[0011] nustatomas jos maksimumo bangos ilgis /.,„
[0012] Panaudota įrenginio dalis taip pat tinka fazinių virsmų tyrimui kai kristalą veikiantys išoriniai parametrai (temperatūra - 7], slėgis - p,. pridėta elektrinė įtampa - f kinta diskretiškai (/ =1, 2. 3...).
[0013] Keičiant 7], p:. U,, registruojami spektrai y-U). Pagal siauros absorbcijos linijos
[0014] maksimumo priklausomybę nuo išorinių faktorių T,. />,. (', sprendžiama apie fazinių virsmų pobūdį.
[0015] Norint ištirti fazinius virsmus, kai kristalą veikiantys išoriniai parametrai (temperatūra - 7,, slėgis - p,, pridėta elektrinė įtampa - U,) kinta tolygiai. įjungiami papildomi įrenginio blokai. Tokiu atveju fotoimtuvo (1) maitinimo šaltinis (15) pervedamas iš valdomo įtampos režimo į pastoviosios įtampos režimą Jungiklis (16) iš padėties T perjungiamas į padėtį '2 . Įjungiami bangos ilgio moduliatorius (18) ir sinchroninis detektorius (17), kuris išskiria signalą proporcingą / j! kur C! šviesos intensyvumo pokytis esant ck bangos ilgio pokyčiui. Šviesos intensyvumo moduliatorius (2) ir sinchroninis detektorius (9) išskiria signalą proporcingą /. Signalas proporcingas I iš
[0016] sinchroninio detektoriaus (9) ir signalas proporcingas —-■ iš sinchroninio detektoriaus
[0017] r/.
[0018] (17) paduodami į įtampų dalybos bloką (10). Dalybos bloko (10) išėjimo signalas
[0019] proporcingas I komparatoriuje (I I) lydinamas su atraminio šaltinio (12) si»nalu Jei
[0020] c/, i
[0021] signalas ('jl nelygus atraminiam siunalui, tai komparatorius (II) siunčia siunala Į
[0022] r/J
[0023] monochromatoriaus valdymo bloką (4). Šviesos bangos ilgi monochromatorius (3)
[0024] valdymo bloku (4) keičia tol, kol sienalas proporcingas ^ I susilygina su atraminio
[0025] r/, t
[0026] šaltinio (12) signalu. Taip užtikrinama absorbcijos linijos fiksacija. Kintant tolygiai kristalą veikiantiems išoriniams parametrams ( I, p, 10 absorbcijos linijos spektras slenka Registratorius (14) registruoja absorbcijos linijos ir jos priklausomybę nuo išorinių faktorių /. JT), /.„/ p), / JI')-
[0027] Kai absorbcijos linijos viršūnė nėra aštri, tai darbinio taško fiksacija atliekama linijos šonuose. Ši fiksacija pasiekiama keičiant atraminio šaltinio signalo dydį taip. kad signalas proporcingas r/ ^ iJ pasiektų didžiausią vertę. Matavimai atliekami, kai darbinio taško fiksacija yra skirtinguose absorbcijos linijos šonuose. Absorbcijos linijos grafikus /. JT). /. Jp) ir /. JT') gauname suradę dviejų matavimų vidurkius
[0028] 1. jrenginvs. moduliuodamas bangos ilyį. sukuria signalą / proporcinuąT /.kuris padeda tiksliai nustatyti priemaišinės siauros absorbcijos linijos bangos ilgį 2. Įrenginys, panaudodamas siaurą absorbcijos liniją, gali registruoti linijos mažiausias anomalijas /.J/K 1, ('). kai išoriniai parametrai (/;, I. U) kinta tolygiai Įrenginys yra jautrus faziniams virsmams. 3. Šviesos šaltinio intensyvumo svyravimai neturi įtakos į grafiko /. Jp. I, U) eigą, kai išoriniai parametrai ( p, T, 17) kinta tolygiai. 4 Įrenginys automatiškai registruoja siauros absorbcijos linijos spektrą ir gali tirti fazinius virsmus, kai išoriniai parametrai (/,, p,. U,) kinta diskretiškai
[0029] (/ =1, 2, 3..)
Optinis fazinių virsmų kristaluose tyrimo įrenginys, susidedantis iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio (1). šviesos intensyvumo moduliatoriaus (2), monochromatoriaus (3) su valdymo bloku (4). poliarizatoriaus (5), kriostato (6) su jame įtaisytu bandinio laikikliu ir temperairiros matuoklio (7), fotoimtuvo (S) prie kurio išėjimo prijungtas sinchroninio detektoriaus(9) pirmas įėjimas, sinchroninio detektoriaus (9) išėjimas prijungtas prie įtampų dalybos bloko (10) pirmojo įėjimo, dalybos bloko (10) išėjimas sujungtas su komparatoriaus (11) pirmuoju įėjimu, antras komparatoriaus (11) įėjimas sujungtas su atraminio šaltinio (12) išėjimu, komparatoriaus (II) išėjima*, sujungtas su monochromatoriaus (3) valdymo bloko (4) įėjimu, kurio išėjimas sujungtas su proporcingo bangos ilgiui signalo bloko (13) įėjimu, bloko (13) pirmasis išėjimas sujungtas su registratoriaus (14) pirmuoju (y) įėjimu, registratoriaus (14) antras (x) įėjimas perjungiklį (16) sujungtas su temperatūros matuoklio (7) išėjimu, besiskiriantis tuo, kad papildomai prie fotoimtuvo (8) prijungtas galintis dirbti pastovios Įtampos ir valdymo įtampos režimuose specializuotas maitinimo šaltinis (15). kurio išėjimas perjungiklį (16) prijungtas prie registratoriaus (14) antrojo (x) įėjimo, sinchroninio detektoriaus (17) įėjimas sujungtas su bangos ilgio moduliatoriaus (18) išėjimu, sinchroninio detektoriaus (17) išėjimas sujungtas su įtampų dalybos bloko (10) antru Įėjimu