Исследование влияния структурного несовершенства кристаллов ванадатов редкоземельных элементов на их генерационные характеристики в лазерах с полупроводниковой накачкой

• Автор: Орлова, Галина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой
1.2. Ортованадаты редкоземельных элементов:
кристаллохимия и структура соединений
1.3. Методы выращивания ванадатов РЗЭ
1.4. Физические свойства кристаллов ванадатов РЗЭ,
определяющие их генерационные параметры
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА КРИСТАЛЛОВ ВАНАДАТА ИТТРИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ НЕОДИМОМ (УУ04:Ш3+) РЕНТГЕНОВСКИМИ МЕТОДАМИ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ ГЕНЕРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1. Структура УУ
2.2. Исследования структурного несовершенства
кристаллов УУ04:Ыс13т
Выводы к разделу 2.
2.3. Исследования генерационных характеристик
элементов из УУ04:Ш3+
Выводы к разделу 2.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ СМЕШАННЫХ ВАНАДАТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Исследования смешанных ванадатов, не легированных неодимом. Определение концентрации смешанных
кристаллов рентгеновскими методами
Выводы к разделу 3.
3.2 Исследования структурного несовершенства ряда 0<5У04:151с13+,
0(%УолУ04:Ш3+, Ос1о,7Уо,зУ04:Ш3+, УУ
Выводы к разделу 3.
3.3 Исследования генерационных характеристик ряда ванадатов иттрия и гадолиния и смешанных иттрий-гадолиниевых
ванадатов Ос1У04:]Чс13+, 0^,9Уо,^04:Нс13+, Оёо,7Уо,зУ04:Н<13+, УУ04
Выводы к разделу 3.3..................................................152 ^

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СМЕШАННЫХ КРИСТАЛЛОВ YxSc,.xV04:Nd3+
4.1. Исследования структурного несовершенства
смешанных кристаллов YxSci.xV
Выводы к разделу 4.
4.2. Исследования генерационных характеристик YxSci_xV
Выводы к разделу 4.
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ РЕТИКУЛЯРНОЙ ПЛОТНОСТИ
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ПЛОСКОСТЕЙ ,
Выводы к главе
ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Современные твердотельные лазеры и устройства на их основе применяются в оптической связи и навигационных системах, лазерной медицине и биотехнологиях, металлургической промышленности и военной технике, и других отраслях науки и техники.
К особенностям современной техники относятся высокая надежность и миниатюрность исполнения технических устройств. Проблему уменьшения габаритов лазерных устройств и снижения их энергопотребления можно решить путем использования миниатюрных источников излучения на основе твердотельных лазеров с диодной накачкой, так как ламповая накачка не даёт должного КПД, а сами полупроводниковые лазеры не обеспечивают нужного качества излучения.
Наиболее интенсивно в настоящее время исследуются кристаллы ванадатов иттрия и гадолиния, применяемые в качестве активных сред твердотельных лазеров с диодной накачкой.
Ванадаты иттрия и гадолиния имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционно применяемым иттрий-алюминиевым гранатом (ИАГ):
- большое значение сечения поглощения ванадатов иттрия и гадолиния, которое в 5 раз больше, чем у ИАГ;
- по значению сечения индуцированного перехода ванадат гадолиния уступает ванадату иттрия, но почти в 3 раза превышает значение для ИАГ;
- теплопроводность ванадатов иттрия и гадолиния сравнима с теплопроводностью ИАГ.
Кроме кристаллов ванадатов иттрия и гадолиния, легированных ионами Ш3+, в качестве активных сред могут применяться кристаллы смешанных ванадатов редкоземельных элементов, такие как; УхСс1].хУ04, УхГи].хУ04, УхУЬ,.хУ04, Ух8с,.хУ04.

участки были прозрачными без макроскопических включений. Также были получены кристаллы УУ04:Ш (1%) с помощью вышеупомянутой технологии.
Наблюдались два вида включений: зелено-желтые 1лУ03 и черные у-1лУ205. [62]
В [29] было проведено сравнение края поглощения нелегированных кристалле УУ04, выращенных методами Чохральского и Т880 из одинаковых исходных материалов.
По методу Т88в кристалл был выращен из раствора 1лУ03, аналогично способу, описанному выше.
Кристалл, выращенный методом Т88С, имел большую оптическую прозрачность в УФ-диапазоне, чем кристалл, выращенный методом Чохральского. Это говорит о том, что кристалл, выращенный методом Т88в, имеет лучшую стехиометрию У-У-О, чем кристалл, выращенный методом Чохральского. На рис. 1.12 приведены УФ-спектры кристаллов, выращенных разными методами.
Рисунок 1.12. Коэффициенты поглощения для кристаллов, выращенных методами Т880 и Чохральского [29]
1.3.4. Метод зонной плавки
Некоторые исследователи выращивали ванадаты редкоземельных элементов методом зонной плавки [63-69]. Зонная плавка заключается в последовательном проплавлении слитка исходного вещества. В этом методе

ТЭБСЗ

310 320 330 340
У/а'/е^пд^т (пт)