Temperature induced deformations in BSO crystals due to photoconductivity

Abstract

Deformationen durch Wärmedehnungen können in Bi12Si020 (BSO)-Kristallen, die in der optischen Meßtechnik angewendet werden, zu Störungen in den Wellenfronten und zur Verringerung des Beugungswirkungsgrades führen. Die Wärmedehnungen entstehen durch den Photostrom des an den Kristall angelegten äußeren Feldes. Es werden Dickenänderungen und zugehörige Temperaturänderungen an der Kristalloberfläche als Funktion der angelegten Spannung und der elektrischen Leistung gemessen und Intensitätsmuster durch den spannungsoptischen Effekt gezeigt. Einige Konsequenzen für den praktischen Einsatz der Kristalle in Meßanwendungen werden besprochen. Deformations of Bi12Si020 (BSO) crystals used in real-time metrology can lead to a degradation of the readout waves and of the diffraction efficiency. The deformations are due to heat, generated by the photocurrent under a transverse electric field. Thickness variations of the crystals and corresponding temperature changes on the crystal surfaces are measured as functions of the applied voltage and the electrical power, and intensity patterns due to the photoelastic effect are shown. Some precautions for operation of the crystal in practical applications are discussed.