【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はモリブデン酸鉛単結晶超音波光変調媒
体に関するものである。
近年レーザーを利用した応用機器例えばレーザ
ープリンターの実用化が進んでいる。レーザープ
リンター等高分解能レーザー記録装置のレーザー
ビーム変調器として超音波光変調器が用いられる
場合が多く、光変調媒体として、モリブデン酸鉛
単結晶が用いられる場合が多くなつている。
モリブデン酸鉛単結晶の結晶構造は第1図に示
すように正方晶形である。ここで、結晶軸
〔100〕に垂直な2つの面{100}間の距離、およ
び結晶軸〔010〕に垂直な2つの面{010}間の距
離は、それぞれ、5.435Åであり、〔100〕方向と
〔010〕方向は結晶学的に等価である。また
〔001〕に垂直な{001}面間隔は12.110Åであ
る。
モリブデン酸鉛単結晶を超音波光変調媒体とし
て用いる場合は、第2図に示すように、超音波光
変調媒体1の{001}面に振動板2と高周波発振
器3を配置し、他側を吸音体4で支持して、
〔001〕方向を超音波の伝播方向となし、〔100〕あ
るいは結晶学的に同価な〔010〕をレーザー光5
の入射方向として、変調光6を得ている。そのた
めモリブデン酸鉛単結晶に要求される品質として
は、〔100〕あるいは〔010〕に垂直な面{100}あ
るいは{010}を鏡面研磨して、目視あるいはレ
ーザーで観察を行なつた場合、レーザーの散乱原
因となる欠陥があつてはならない。
モリブデン酸鉛単結晶は融点が1060℃程度で比
較的大形結晶が得られやすい結晶であるが、光変
調媒体として要求される均質なものを作製するこ
とはむつかしい。
モリブデン酸鉛単結晶育成の際に現われる光の
散乱原因としては、気胞、サブグレインバウンダ
リー、脈理および固液界面に沿つて現われるスト
リエーシヨンがある。
引上軸に垂直な面で観察した場合、気胞は第3
図aに示すように結晶中央部に現われる場合が多
い。サブグレインバウンダリーは第3図bに示す
ように結晶周辺に現われる場合が多い。また、脈
理は、第3図cに示すように{010}面にほぼ平
行に板状に現われる。固液界面に沿つて現われる
ストリエーシヨンは引上軸に平行な面で見た場
合、例えば第3図dのように現われる。これら散
乱原因のうち気胞、サブグレインバウンダリーは
育成条件を変えることにより比較的容易にその発
生を抑えることができる。また、固液界面に沿つ
たストリエーシヨンは、シヤフト回転あるいはメ
ルト対流が原因でおこる周期的温度変化によつて
おこるとされており、一般に、その発生を抑える
ことはむつかしい。
そのため従来のモリブデン酸鉛単結晶・光変調
媒体においては、〔100〕を引上軸にもつ単結晶を
育成した場合、{100}面内の気胞やサブグレイン
バウンダリーは容易になくすことはできるが、
{010}面内固液界面のストリエーシヨンはなくす
ことは困難であるので、散乱原因のない{100}
にレーザーを入射させるように、即ち引上軸に平
行にレーザー入射方向とするように、切り出して
いた。これは単結晶の直径が約30φ以下の場合で
あり、この場合{100}に現われる脈理も比較的
少ないため光変調媒体としては歩留りの点でも有
利であつた。しかし、モリブデン酸鉛単結晶の直
径が約30φ以上になると、脈理の発生が多くな
る。それ故{100}面を入射面とする従来の光変
調媒体では、レーザー入射面に脈理があるため歩
留りを低下させる結果を招いている。
また、大口径化に伴ない、従来から抑えること
がむつかしいとされていた固液界面ストリエーシ
ヨンは散乱原因としては影響のない程度に抑える
ことが可能になつた。
本発明の目的は、約30φ以上の直径を有するモ
リブデン酸鉛単結晶を用いた歩留りの良い光変調
媒体を提供するものである。
本発明は〔100〕の引上軸をもつモリブデン酸
鉛単結晶で{010}面をレーザー透過面としたこ
とを特徴とするモリブデン酸鉛単結晶光変調媒体
である。
以下実施例にて詳細に説明する。
第4図を参照して、〔100〕の種結晶を用いて引
上げ軸42が〔100〕方向になるように育成した
直径40φのモリブデン酸鉛単結晶から本発明の光
変調媒体41を切り出す方法を示したものであ
る。単結晶を指定の寸法に合せ輪切にする。輪切
にした単結晶について輪切りにした面即ち
{100}およびそれに垂直な面{010}および
{001}をX線回折法により面出しを行ないサイコ
ロ状ブロツクを作製する。そして光変調媒体の寸
法に合せて{010}がレーザー透過面となるよう
に単結晶ブロツクを加工する。
このようにして作製された光変調媒体は単結晶
の輪切面内即ち{100}内に{010}に平行な板状
の脈理がある場合でも、レーザー光はその板状脈
理に垂直に入射するので脈理による散乱は少な
い。
さらに、実施例の光変調媒体に関して光学研磨
した状態でのレーザー入射軸43が〔100〕およ
び〔010〕の場合の光透過率の測定結果を第1表
に示す。
The present invention relates to lead molybdate single crystal ultrasonic light modulation media. In recent years, applied devices using lasers, such as laser printers, have been put into practical use. Ultrasonic optical modulators are often used as laser beam modulators in high-resolution laser recording devices such as laser printers, and lead molybdate single crystals are increasingly used as optical modulation media. The crystal structure of lead molybdate single crystal is tetragonal, as shown in FIG. Here, the distance between the two planes {100} perpendicular to the crystal axis [100] and the distance between the two planes {010} perpendicular to the crystal axis [010] are 5.435 Å and [100 ] direction and [010] direction are crystallographically equivalent. Also, the {001} plane spacing perpendicular to [001] is 12.110 Å. When using a lead molybdate single crystal as an ultrasonic light modulation medium, as shown in FIG. Supported by sound absorber 4,
The [001] direction is the propagation direction of the ultrasonic wave, and the [100] or crystallographically equivalent [010] direction is the laser beam 5.
Modulated light 6 is obtained as the incident direction. Therefore, the quality required for lead molybdate single crystals is that when the {100} or {010} plane perpendicular to [100] or [010] is mirror-polished and observed visually or with a laser, the laser There must be no defects that cause scattering. Lead molybdate single crystal has a melting point of about 1060°C and is relatively easy to obtain in large crystals, but it is difficult to produce the homogeneous crystals required for optical modulation media. The causes of light scattering that appear during the growth of lead molybdate single crystals include air vesicles, subgrain boundaries, striae, and striations that appear along solid-liquid interfaces. When observed in a plane perpendicular to the pulling axis, the air vesicle is the third
As shown in Figure a, it often appears in the center of the crystal. Subgrain boundaries often appear around crystals, as shown in FIG. 3b. Furthermore, striae appear in a plate shape approximately parallel to the {010} plane, as shown in FIG. 3c. When the striations appearing along the solid-liquid interface are viewed in a plane parallel to the pulling axis, they appear, for example, as shown in FIG. 3d. Among these causes of scattering, the occurrence of air spores and subgrain boundaries can be suppressed relatively easily by changing the growth conditions. Furthermore, striations along the solid-liquid interface are said to occur due to periodic temperature changes caused by shaft rotation or melt convection, and it is generally difficult to suppress their occurrence. Therefore, in the conventional lead molybdate single crystal light modulation medium, when a single crystal with [100] as the pulling axis is grown, air pores and subgrain boundaries in the {100} plane can be easily eliminated. but,
{010} Since it is difficult to eliminate striations at the in-plane solid-liquid interface, {100} does not cause scattering.
It was cut out so that the laser would be incident on it, that is, the direction of laser incidence would be parallel to the pulling axis. This is the case when the diameter of the single crystal is about 30φ or less, and in this case there are relatively few striae appearing in {100}, so it is advantageous in terms of yield as an optical modulation medium. However, when the diameter of the lead molybdate single crystal exceeds approximately 30φ, striae occur more frequently. Therefore, in the conventional optical modulation medium having the {100} plane as the incident surface, the presence of striae on the laser incident surface results in a decrease in yield. Furthermore, with the increase in diameter, it has become possible to suppress the solid-liquid interface striations, which had been considered difficult to suppress, to such an extent that they are no longer a cause of scattering. An object of the present invention is to provide a high-yield optical modulation medium using a lead molybdate single crystal having a diameter of about 30φ or more. The present invention is a lead molybdate single crystal light modulation medium characterized by having a lead molybdate single crystal having a [100] pull axis and having a {010} plane as a laser transmission plane. This will be explained in detail in Examples below. Referring to FIG. 4, a method of cutting out the light modulating medium 41 of the present invention from a lead molybdate single crystal with a diameter of 40φ grown using a [100] seed crystal so that the pulling axis 42 is in the [100] direction. This is what is shown. Slice the single crystal into rounds according to the specified dimensions. The plane of the sliced single crystal, that is, {100}, and the planes perpendicular thereto {010} and {001} are planed by X-ray diffraction to produce dice-shaped blocks. Then, the single crystal block is processed so that {010} becomes the laser transmitting surface in accordance with the dimensions of the optical modulation medium. In the light modulation medium prepared in this way, even if there are plate-like striae parallel to {010} within the cross-section plane of the single crystal, that is, within {100}, the laser beam is directed perpendicularly to the plate-like striae. Since the light is incident, there is little scattering due to striae. Further, Table 1 shows the measurement results of the light transmittance of the optical modulation medium of the example in the optically polished state when the laser incidence axis 43 is [100] and [010].
【表】
〔010〕軸をレーザー入射軸として選んだ方が
特性が良い光変調媒体であるといえる。さらに
〔010〕軸がレーザー入射軸とした場合、{010}に
無反射コートを施し光変調媒体として完成した形
での光透過率は波長488nmで90%以上あり光変調
器として充分使えるものである。
以上述べたように、本発明は従来除去すること
が困難とされていた固液界面ストリエーシヨンが
観察されるべき、引上軸〔100〕に平行な面
{010}をレーザー入射面として選び、レーザー入
射面に平行に現われる板状脈理等による散乱の影
響をなくした製造歩留りの高いモリブデン酸鉛単
結晶光変調媒体を得る。[Table] It can be said that the optical modulation medium has better characteristics when the [010] axis is selected as the laser incidence axis. Furthermore, when the [010] axis is the laser incidence axis, the light transmittance of the completed light modulation medium with anti-reflection coating applied to {010} is over 90% at a wavelength of 488 nm, making it sufficient for use as a light modulator. be. As described above, the present invention selects the plane {010} parallel to the pulling axis [100] as the laser incidence plane, where solid-liquid interface striations, which were conventionally considered difficult to remove, should be observed. , a lead molybdate single crystal optical modulation medium is obtained which has a high production yield and eliminates the influence of scattering due to plate-like striae appearing parallel to the laser incidence plane.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第1図はモリブデン酸鉛単結晶の結晶構造を示
す。第2図は超音波光変調器の原理図を示す。
1はモリブデン酸鉛単結晶光変調媒体、2は振
動板、3は高周波発振器、4は吸音体、5はレー
ザー入射光、6はレーザー変調光。
第3図はモリブデン酸鉛単結晶に現われる各種
欠陥を示す。第4図は、本発明で実施したモリブ
デン酸鉛単結晶からの光変調媒体の切り出し方法
を示す。
41はモリブデン酸鉛光変調媒体、42は引上
方向、43はレーザー入射方向。
FIG. 1 shows the crystal structure of lead molybdate single crystal. FIG. 2 shows a principle diagram of an ultrasonic optical modulator. 1 is a lead molybdate single crystal light modulation medium, 2 is a diaphragm, 3 is a high frequency oscillator, 4 is a sound absorber, 5 is a laser incident light, and 6 is a laser modulated light. FIG. 3 shows various defects that appear in a lead molybdate single crystal. FIG. 4 shows a method of cutting out a light modulation medium from a lead molybdate single crystal, which is carried out in the present invention. 41 is a lead molybdate optical modulation medium, 42 is a pulling direction, and 43 is a laser incident direction.