Va innovatsiyalar vazirligi

|
Va innovatsiyalar vazirligi
|
bet | 1/4 | Sana | 19.05.2024 | Hajmi | 1,32 Mb. | | #244178 |
Bog'liq MANGUBEK LITIUM IODATE2 O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY TA’LIM, FAN VA INNOVATSIYALAR VAZIRLIGI
ISLOM KARIMOV NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI
“Lazer texnologiyalari va optoelektronika” kafedrasi
“Optik sistemalarni loyihalashtirish ”fanidan
Kurs ishi
Lityum yodat (LiIO3) kristalining xossalarini o‘rganish
Bajardi: Qabul qildi:
Toshkent- 2024
“Tasdiqlayman”
Lazer texnologiyalari va optoelektronika kafedra mudiri
Abduraxmonov B.A. “ ” 2024 yil
KURS ISHIGA TOPSHIRIQ
Fan nomi: “Optik sistemlarini loyihalashtirish” Guruh: 161-20 LTO
Talaba: Shodmonqulov.M.G’ Rahbar:Ro ’ ziyev.Z.J
Kurs ishini mazmuni: Lityum yodat (LiIO3) kristalining xossalarini o‘rganish
Talab etiladi:
- Kristallarning tuzilishi va asosiy kattaliklari, Optik kristallning xossalari, Optik shishani ishlab chiqarish usullari, Shaffof optik shishaning sifat ko‘rsatkichlari, Kristalning mustahkamligi,
Hisob ishlari:.
Radiuslari 1 m va 1.2 m bo’lgan bir tarafi yassi va o’zaro yopishtirilgan linzalarning natijaviy fokus masofasining chatotaga bog’liqligi hisoblansin (Bunda birinchi linza shishadan ikkinchi linza Lithium Iodatedan tayyorlangan)
Boshlang‘ich ma’lumotlar:
Asosiy adabiyotlar:
Ефимов А.М. Оптические свойства материалов и механизмы их формирования: учеб. пособие. - Санкт-Петербург: ГУИТМО, 2008- 256с.
Немилов С.В. Оптическое материаловедение: оптические стекла: учеб. пособие. - Санкт-Петербург: ГУИТМО, 2011- 356с.
Мочалов И.В. Выращивание оптических кристаллов.- СПб.: Изд-во СПбГУИТМО, 2010 -250c.
Окатова М. А. Справочник технолога-оптика- Санкт-Петербург: Политехника, 2004 - 679 с.
Козерук, А. С. Технология оптического приборостроения: учебное пособие
- Минск : БНТУ, 2016. - 504 с.
Grafik qismning tuzilishi: Nur sindirish ko‘rsatkichining to‘lqin uzunlikka bog‘lanishini ifodalash uchun oddiy va g‘ayrioddiy nurlar uchun yuqorida
keltirilgan chegaraviy shartlardan foydalaning. Nur sindirish ko‘rsatkichining 460 nm to‘lqin uzunlikda va chastotaning focus masofaga bog‘liqligini chizing.
Mundareja:
KIRISH. 4
Bo‘lim. NAZARIY QISM. 6
Qattiq jismlarning kristall tuzilis hi. 6
Monokristall va polikristall qattiq jismlar. 8
Optik shishalar turlari va ularning xossalari. 9
Lityum yodat Kristal tuzulishi. 12
Kristal o'sishi. 15
II BO’LIM. HISOBLASH ISHLARI. 18
Lityum yodat (LiIO3) kristali uchun hisob kitob ishlari. 18
Lityum yodat (LiIO3) kristalidan yasalgan optik sistema fokus masofasining to’lqin uzunlik va chastotaga bog’liqligi. 26
XULOSA. 27
Adabiyotlar ruyxati. 28
KIRISH
Optik va optoelektron asbobsozlik sohasining rivojlanish taraqqiyoti yangi optik materiallarni ishlab chiqish, shuningdek, optik detallarni ishlab chiqarish texnologiyasini takomillashtirish bilan uzviy bog‘liqdir. Shu uchun “Optik materiallar va ularning texnologiyasi” fani “Lazer yorug‘lik texnologiyalari va optoelektronika” yo‘nalishi bo‘yicha mutaxassislar tayyorlash o‘quv rejasida alohida o‘rin tutadi.
Optik materiallar - tabiiy yoki suniy o‘stirish yo‘li bilan olingan, mono yoki polikristalli, polimerik va elektromagnit to‘lqinlarning ma’lum bir diapazonida shaffof bo‘lgan materiallar hisoblanadi. Bunday kristallar yorug‘lik spektrining ultrabinafsha, ko‘rinadigan, infraqizil chegaralarida ishlaydigan optik detallarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Optik materiallarning vazifasini optik qurilmalar, ba’zi polimerlar, plyonkalar,
havo, gazlar, suyuqliklar va optik nurlanishni uzatuvchi moddalar bajarishi mumkin.
Eng qadimiy optik material bu oddiy shisha bo‘lib, tarkibi kremniy ikkioksidi va boshqa moddalar aralashmasidan iborat. Texnologiyaning rivojlanishi va optik qurilmalar murakkablashganligi sayin va bu qurilmalarga qo‘yilgan talablarning kuchayishi texnikada ishlatiladigan optik materiallaning maxsus sinflarini yaratishga olib keldi. Maxsus optik materiallar boshqa optik materiallardan yuqori shaffofligi, tozaligi, rangsizligi, bir xilligi,
shuningdek, qat’iy normallashtirilgan sindirish ko‘rsatkichlari va dispersiyasi bilan farq qiladi.
XX-asrning o‘rtalarida "optik materiallar" tushunchasi sezilarli darajada o‘zgardi va nafaqat an’anaviy optik materiallar, balki kimyoviy tarkibga ega polikristallar, optik keramika, shisha-keramika materiallari, optik tolali elementlar, integral optikaning elementlarini xam ishlab chiqish va ulardan optikaning keng sohalarida foydalanish yo‘lga qo‘yildi.
Optik materiallar sohasida mutaxassislar tayyorlashda ma’ruza, amaliy va laboratoriya mashg‘ulotlaridan tashqari, turli optik oynalar yoki optik kristallarning tuzilishi va parametrlari bo‘yicha amallarni bajarish ham muhim o‘rin tutadi.
Ushbu kurs ishida optik materiallar va ularning texnologiyalari fanidan optik shishalar yoki optik kristallarning tuzilishi va parametrlarining tavsifi, asosiy parametrlari, shuningdek ularning parametrlari ustida turli xil hisob-kitob ishlarini
olib borish bo‘yicha ko‘rsatmalarni o‘z ichiga oladi.
Ushbu kurs ishida talabalar tomonidan o‘rganiladigan optik kristallar optikaning turli sohalarida hamda to‘lqin uzunliklarining keng diapazonida nurlanishning ikkinchi garmonikasini hosil qilishda, yorug‘lik generatorlarida, kvazinxronizm sharoitlarini yaratishda foydalaniladigan qurilmalarda keng qo‘llaniladi.
Bo‘lim. NAZARIY QISM
Qattiq jismlarning kristall tuzilishi.
Kristall qattiq jismlarning atom va molekulalari davriy takrorlanib turuvchi tartibda joylashgan bo‘lib, ular muntazam geometrik shakl hosil qiladi.
Atomlarning tartibli joylashishi natijasida bir-birlariga yaqin turgan atomlar kristall panjaraning naqshini hosil qiladi. Mana shu asosiy naqsh kristall panjaraning elementar yacheykasi deb yuritiladi.
Elementar yacheyka berilgan kristall uchun eng kichik parallelepiped bo‘lib, uni uch
yo‘nalishi bo‘ylab ko‘chirish bilan to‘liq kristall hosil qilish mumkin.
Elementar yacheykani to‘liq xarakterlash uchun kristall panjaraning parametrlari bo‘lgan oltita kattalikni bilish kerak. Bulardan uchtasi (a, b, c) uning qirralari bo‘lib, qolgan uchtasi (a, p, y) ular orasidagi burchaklardir.
rasm.NaCl kristall panjarasi
Eng oddiy kristall panjara kub shaklida b o‘lib, unda a = b = c, a = p = у = 90° bo‘ladi.
Bunga NaCl kristall panjarasi misol bo‘la oladi. Kristall ranjaraning xammasi bo‘lib
14 xil elementar yacheykasi mavjud. Bu elementar yacheykalar fransuz kristallografi Ogyust Brave nomi bilan yuritilib, Brave panjarachalari deb ataladi. Rus olimi Ye.S. Fedorov kursatdiki, simmetriya elementlarining 230 ta kombinatsiyasi bo‘lishi mumkin, bular fazoviy gruppalar deb ataladi. Bu 230 ta fazoviy gruppa simmetriya alomatlariga qarab 32 sinfga bo‘linadi.
Kristall panjaralar elementar yacheykalarining shakliga qarab yettita kristallografik sistemaga (singoniyaga) ajraladi. Bular kuyidagilardir:
Triklin sistema: a Ф b Ф c, а Ф в Ф у; у Ф 90°.
Monokrin sistema: a Ф b Ф c, а = у = 90°.
Rombik sistema: a Ф b Ф c, а = в = у = 90°.
Romboedrik (trigonal) sistema: a = b = c, а Ф в Ф у; у Ф 90°
Geksogonal sistema: a Ф b Ф c, а = в = 90°; у = 120°.
Kubik sistema: a = b = c, а = в = У = 90°.
Tetragonal sistema: a = b Ф c, а = в = у = 90°.
rasm va 3-rasm Kristal panjaralar tuzulishi
Kremniy va germaniy elementlari olmossimon kristall tuzilishga ega. Olmossimon kristall tuzilish yoqlari markazlashgan ikkita kubik panjaraning qushilishidan hosil bo‘ladi. Agar bitta kubik panjaraning bir uchi koordinata boshida turibdi desak, ikkinchisining bir uchi kubning diogonali buylab kristall panjara doimiysining turtdan biriga siljigan bo‘ladi. Olmosning kubik tuzilishi zich joylashmagan tuzilish b o‘lib, xar bir atom eng yakin 4 ta atom bilan o‘ralgan bo‘ladi. Ular uz navbatida 12 ta qo‘shni atomga ega. Olmosning har bir atomini to‘g‘ ri tetraedrning markazida turibdi desak, uning eng yakin qo‘shni 4 ta atomi shu tetraedrning uchlarida turadi. Olmosning elementar yacheykasida 8 ta atom turadi. Olmosning kristall tuzilishi ma’lum yo‘nalish bo‘ylab boshqa elementlarning atomlari bemalol xarakat qila oladigan «kanallarga» ega. Shuning uchun xam olmossimon kristall tuzilishga ega bo‘lgan germaniyda (Ge) va kremniyda (Si) ba’zi bir elementlarning (masalan, mis va litiy) atomlari yuqori temperaturalarda oson siljiy oladi.
Kristall jismlarda atomlar ma’lum tartibda joylashib kristall panjarani hosil kilganligi sababli atomlar ba’zi yo‘nalishda zichrok, ba’zi yo‘nalishda esa siyrak joylashgan bo‘ladi va natijada turli yunalishlar bo‘yicha birlik uzunlikdagi atomlar soni teng bo‘lmaydi. Kattiq jismlarning ko‘p xossalari berilgan yo‘nalish bo‘ylab atomlarning zich yo ki siyrak joylashishiga bog‘liq. Shu sababli ularning mexanikaviy, o ptikaviy, elektr va boshqa xossalari turli yunalishlarda turlicha bo‘ladi. Qattiq jismlarning xar hil
holatlarda turli xossalarga ega bo‘lishi anizotropiya deyiladi.
Monokristall va polikristall qattiq jismlar.
Tabiatda ba’zi minerallarning katta yaxlit kristallari xam uchraydi. Ularda atomlarning joylashishi kristall panjaraning biror xiliga mos keladi. Bunday kristallar monokristallar deb yuritiladi. Monokristallar bir markazdan o‘tgan kristalldir.
Agar eritmada kristallarish markazlari ko‘p bo‘lsa, bu markazlar atrofida juda ko‘p kristallitlar o‘sadi. Natijada hosil bo‘lgan kristall qattiq jismning tashqi ko‘rinishi uning ichki tuzilishini ifodalay olmaydi, chunki bu kristallitlar ixtiyoriy ravishda orientatsiyalanganligi uchun bir-birlariga yaqinlashganlarida chegaralaridagi atomlarning joylashishi ma’lum tartibga ega bo‘lmaydi. Binobarin, har bir markazdan uchgan kristallit berilgan qattiq jism kristall tuzilishining biror xiliga to‘g‘ri keladigan shaklni olo lmaydi. Ular ixtiyoriy shaklga ega bo‘lib, ixtiyoriy tartibda joylashadilar. Bunday kristallitlar to‘plamidan iborat bo‘lgan modda polikristall bo‘ladi. Shu sababdan xam polikristallarning barcha yunalishlar bo‘ylab xossalari deyarli bir xil bo‘ladi. Qattiq jismlarning turli yo‘nalishlarda bir xil xossalarga ega bo‘lishi izotropiya deyiladi.
Polikristall qattiq jismlarda kristallitlar chegaralarining mavjudligi ularning mexanikaviy, optikaviy, elektr va boshqa xossalariga kuchli ta’sir ko‘rsatadi. Xaqiqa tdan, kristallitlar eritmada o‘sish jarayonida ba’zi boshqa elementlarning atomlarini siqib chiqaradilar. Natijada bu elementlar kristallitlar chegarasiga joylashib qoladi va polikristallning fizikaviy xossalari o‘zgarib ketishiga sabab bo‘ladi.
Optik shishalar turlari va ularning xossalari
Kremniy elementini shishaning asosiy komponenti (tashkil etuvchi elementi) bo‘lib, shisha tarkibida eng katta miqdorni tashkil etadi. Kremniy oksidini ikkita kislorod atomi kremniy atomiga juda kuchli kimyoviy bog‘lanishi orqali hosil bo‘lgan kimyoviy birikma deb qarashimiz mumkin. Ushbu birikmaning tabiatdagi ahamiyati qanchalik katta ekanligini kremniyni yer qobig‘ining 30% ni tashkil etishi orqali ham baholash mumkin.
Tarkibida kremniy oksidi bo‘lgan tabiiy yoki sun’iy yo‘l bilan olingan moddalar silikatlar deyiladi. Silikatlarga tog‘ jinslaridan tashqari, sun’iy yo‘l bilan hosil qilingan turli xil materiallar kiradi. Ulardan turli xil ishlab chiqarilayotgan elementlardan tortib qurilma darajasidagi ishlanmalar hozirgi kunda sanoat va xalq xo‘jaligining barcha tarmoqlarini rivojlanishiga bevosita aloqador deb qarash mumkin. Masalan, chinni, fayans, o‘tga chidamli materiallar, g‘ishtlar, shishasozlik, elektron asboblar shular jumlasiga kiradi.
Shisha tarkibiga kremniy kvars qumi shaklida kiritiladi. Shisha ishlab chiqarishda faqat kvars qumining eng toza tarkibidan foydalaniladi. Bunday kvars qumining tarkibida begona atomlar miqdori odatda 2-3% dan oshmaydi. Ayniqsa, begona atomlar sifatida shisha ishlab chiqarilayotgan qumlarning tarkibida temir moddasi foizning o‘ndan bir qismini tashkil etishi, shishani yashil rangga tuslanishiga olib keladi.
Temir ham tabiatda juda keng tarqalgan element ekanligini hisobga olsak, shisha ishlab chiqarishda foydalanilayotgan qumlarni undan tozalash oson emasligi, bu esa sanoatda shisha ishlab chiqarishga mo‘ljallangan kvars qumlarining tozalashda turli xil kimyoviy yo‘llardan foydalanishimiz talab etladi.
Shisha tarkibiga boshqa moddalarni qo‘shmasdan faqat maxsus tozalangan qumlardan olishimiz mumkin.
Biroq, bu jarayon juda yuqori haroratni talab qiladi (1700 °C dan yuqori)
Sanoat pechlarida bunday yuqori haroratni olish katta qiyinchiliklarni tug‘diradi. Ammo, refrakter materiallardan foydalanib shishalarni ishlab chiqarishga sabab, bunday materiallar normal sharoitda yuqori darajadagi sifatga ega hamda yaxshi saqlanadi.
Masalan, qum tarkibiga soda qo‘shilsa, shishani 200-300 °C dan pastroq haroratda payvandlash mumkin. Bunday holda, eritma kamroq yopishqoq bo‘lib chiqadi, pufakchalardan xalos bo‘ladi va mahsulotlarni sifatli shakllantirishga imkon beradi. Bunday jarayonni bajarishda shishalarni eritish oddiy pechlarda
amalga oshirilishi mumkin, ammo bu sharoitda tayyorlangan shishalar namlikka barqaror hisoblanmaydi va unlardan tayyorlangan mahsulotlar xavoning namligi ta’sirida strukturasini buzilishiga olib keladi.
Bunday materialdan shisha buyumlar ishlab chiqarish yaroqsiz hisoblanadi.
Biroq bunday materiallardan tez eriydigan shisha, sovun ishlab chiqarish sanoatida, lak-bo‘yoq sanoatida, to‘qimachilik va qog‘oz sanoatida hamda katta qurilish bloklarini isitish sestemalari va boshqalarda keng qo‘llaniladi.
Bundan tashqari sanoatda turli xil buyumlarni ishlab chiqarishda ishqorli shishalardan foydalaniladi. Ishqor elementlarning miqdorini boshqarish orqali shishalarning eruvchanligini oshirish mumkin. Shuning uchun, kimyoviy shisha idishlar ishlab chiqarish uchun mo‘ljallangan shishalarda ular gidroksidi tarkibini minimal darajaga yetkazishga harakat qilinadi. Shunday qilib, shisha tarkibiga kiritilgan oksidlarning cheklangan miqdoriga qaramay, ularning miqdoriy nisbatini o‘zgartirib, shisha xususiyatlarini sezilarli darajada o‘zgartirish mumkin.
Shishalarni tayyorlash texnologiyasida yuqori haroratda birinchi bo‘lib ishqor eriydi, shundan so‘ng kvars va ohaktosh donalari erib bir-biri bilan turli xil silikatli kimyoviy birikmani hosil qiladi. Natijada bir necha soatdan so‘ng 1400-1500 °S haroratda boshlang‘ich materiallarning birorta donasi ham qolmaydigan eritma olinadi.
Biroq, bu eritmalar mahsulot tayyorlash uchun yetarli darajada bir hil bo‘lmaganligi sababli qoliplarga solinmaydi. Eritmada juda ko‘p pufakchalar va ipga o‘xshash "chiziqlar" mavjud bo‘ladi. Pufakchalar turli o‘lchamlarda bo‘ladi - pufakchalarning diametrlari bir santimetrdan 0,01 va hatto 0,001 sm gacha bo‘lishi mumkin.
Pufakchalar havo va gazlar hamda, yuqori harorat ta’sirida boshlang‘ich mahsulot tarkibidagi elementlarning ajralishi natijasida paydo bo‘ladi. Eritmaning yuqori yopishqoqligi tufayli pufakchalarni eritmadan olib tashlash (yo‘q qilish) juda qiyin jarayon bo‘lib, bu jarayon har doim ham muvaffaqiyatli bajarilavermaydi. 1 - rasmda shhisha hosil bo‘lishning ketma-ket bosqichlarini tavsiflovchi jarayon ko‘rsatilgan.
rasm. Shisha tayyorlashda shixtaning erish jarayonidan boshlab turli bosqichlarida olingan namunalar keltirilgan.
Eritmaning yetarlicha yaxshi aralashtirilmaganligi sababli shishada chiziqlar payda bo‘lsa va shishaning chekka qismi chegaralarida - teng bo‘lmagan (bir xil bo‘lmagan miqdorda) tarkibdagi joylashish holatini keltirib chiqaradi.
rasmda shishaning sirtida turli o‘lcham va shakliga ega chiziqlarning ko‘rinishi tasvirlangan.
rasm. Shishada kuzatilgan chiziqlarning ko‘rinishi.
Metalldan farqli ravshda, shisha issiqlikni juda sekin o‘tkazadi va shuning uchun tez sovitish paytida quyma ichki qismlarining harorati tashqi qismlarning haroratidan ancha yuqori bo‘ladi. Shishaning sirt qatlami qattiqlashib xona haroratigacha soviganida, shishaning ichki qismi hali ham suyuq holatda bo‘lishi va shisha ichki qismida harorat 1000 °C darajadan xam yuqori bo‘lishi mumkin.
|
| |