Наносекундная безызлучательная релаксация энергии электронного возбуждения в лазерных кристаллах, активированных Р3 ионами

• Автор: Орловский, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Теория многофононной безызлучательной релаксации энергии электронного возбуждения в оптических кристаллах, активированных РЗ ионами (литературный обзор)
1.1. Введение
1.2. Общее выражение для скорости многофононной релаксации
1.3. Линейный механизм (или механизм, вызванный смещением ядерных (потенциальных) параболических энергетических поверхностей) релаксации
1.4. Нелинейный механизм многофононной релаксации
1.4.1. Модель точечных зарядов
1.4.2. Модель обменных зарядов
1.5. Некоторые замечания по поводу линейного и нелинейного механизмов
Глава 2. Измерение скорости релаксации 2-5 фононных переходов между электронными уровнями РЗ ионов в лазерных кристаллах
2.1. Введение
2.2. Кристаллы для исследования
2.3. Методика и результаты измерений скорости многофононной релаксации в активированных РЗ ионами кристаллах
2.3.1. Уровни 4Г5/2; 4Сп/2; 2Нэ/2 и 9/2 в Кристалле 1лУр4 И уровни 4р5/2;4Сш2 в кристалле ЬаГз иона Ег3+
2.3.2. Уровень Щ5 иона Тт3+ в кристаллах ЫУр4, УзАЬОп и ЕизАЬС>12
2.3.3. Уровень 5Е5 иона Но3+ в кристалле УзАЬОп и ЬизАЬОп
2.3.4 Уровень 3Ез иона Тш3+ в кристалле ЫУР4
2.5. Основные результаты главы
Глава 3. Закономерности многофононной релаксации в кристаллах с РЗ ионами и
нелинейный механизм электрон-фононного взаимодействия
3.1. Выражения для скорости безызлучательных переходов в рамках ионнонелинейного и обменно-нелинейного механизмов
3.2. Общее выражение для скорости многофононного перехода в рамках нелинейного механизма многофононной релаксации
3.3. Зависимость параметров вероятности п-фононного перехода Нк(п) от

типа РЗ иона и типа кристалла
3.4. Сопоставление экспериментальных скоростей многофононной релаксации с нелинейной теорией
3.5. Основные результаты главы
Глава 4. Исследование наносекундных процессов безызлучательной релаксации
электронного возбуждения в многоцентровых оптических кристаллах,
активированных РЗ ионами
4.1. Введение
4.2. Описание экспериментальной установки
4.3. Кристаллы для исследования
4.4. Измерение времени жизни уровня 40з/2+207/2 Ь-центра в кристалле БгРг : Ш3+
4.5. Измерение времени жизни М- и М’-центров в кристаллах 8гР2:К<33+ и 8гр2:Ьа3+:Мс13+ и оценка скорости релаксации в других ромбических кластерах
4.6. Измерение времени жизни уровня 4С5/г; 2Ст в Ь- М- и М’-центрах кристаллов СаР2:Ш3+, СаР2:Ьа3+:Ш3+ и СаР2:Се3+:1Чс13+ и оценка скорости релаксации в других комплексных кластерах
4.7. Р1змерение времени жизни уровня 4Оз/2; иона Мс13+ в кристалле ЫУр4
4.8. Исследование влияния типа катиона, параметров кристаллической решетки и структуры оптических центров на скорость многофононной релаксации РЗ ионов
4.9. Определение механизмов и микропараметров кросс-релаксационного переноса энергии с уровня 405/2 в паре ионов Ш3+ в кристаллах СаР2 и БгРг
4.10. Основные результаты главы
Глава 5. Мультипольное взаимодействие высоких порядков в процессе
наносекундного переноса энергии с высоколежащих уровней иона 3+ в
кристалле ЬаРз
5.1. Исследование кинетики некогерентного наносекундного кросс-релаксационного переноса с сильнопотушенного мультиплета 407/2;2К1зд
5.2. Оценка скорости переноса энергии с мультиплета 407/2;2К1з/2 иона 3+ в кристалле ЬаРз с помощью резонансной теории

5.3. Методика анализа кинетики некогерентного статического безызлучательного переноса энергии в кристаллах (l-x)LaF3-.xNdF3
5.4. Определение скоростей, доминирующих механизмов и микропараметров переноса энергии с высоколежащего сильнопотушенного мультиплета 4G7/2; 2Кп/2 иона Nd3+ в кристалле LaF3
5.5. Связь матричных элементов U(k) электронных переходов и доминирующего механизма при мультипольном взаимодействии РЗ ионов в твердом теле
5.6. Основные результаты главы
Аппендикс к главе 5. Кинетические методы определения скоростей переноса
энергии на различные координационные сферы акцепторов в
упорядоченных кристаллах
Заключение
Литература

(SexP=0.05 [11] and r|exP=10'4 [45, 46]) и кажутся не лишенными физического смысла. Но никто при этом не знает реального вклада в многофононную релаксацию каждого из указанных механизмов для каждого конкретного БП. Поскольку всегда возможно подогнать эксперимент и теорию, используя только один механизм релаксации (и его подгоночный параметр), то существует задача определения из эксперимента наиболее эффективного механизма БП.
В этой связи интересно отметить, что выражение для скорости БП в рамках линейного механизма гораздо сильнее зависит от электронных матричных элементов, чем для нелинейного механизма [43]. А именно, скорость БП для нелинейного механизма квадратична по отношению к матричным элементам №> (см.ф-лы (1.31, 1.42)), тогда как выражение для скорости многофононной релаксации по линейному механизму (WS'n-l)!) зависит от электронных матричных элементов в степени 2п:
_ (1)§п
wff“"" = —Y)!
Поэтому линейный механизм гораздо более чувствителен к изменению значений электронных матричных элементов по сравнению с нелинейным. Например, для 4-фононного БП трехкратное увеличение значений электронных матричных элементов приводит к увеличению скорости БП на 4 порядка величины для линейного механизма и только на 1 порядок - для нелинейного. Таким образом, объяснение закона энергетической щели (ф-ла (1.1)) с помощью линейного механизма представляется весьма проблематичным, т.к., согласно этому закону, зависимость скорости БП от типа электронного перехода, и даже от типа РЗ иона, очень слабая.
Кроме того, как уже отмечалось во введении к этой главе, линейный механизм дает приемлемые значения скорости только для двух или трех-