Влияние катионов основы на спектрально-кинетические и лазерные характеристики кристаллов двойных фторидов со структурой шеелита, активированных ионами Ce3+

• Автор: Низамутдинов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ГЛАВА 1. МЕЖКОНФИГУРАЦИОННЫЕ 5с1-4ї ПЕРЕХОДЫ ИОНОВ Се3+ В КРИСТАЛЛАХ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯВ КАЧЕСТВЕ РАБОЧИХ ПЕРЕХОДОВ ЛАЗЕРОВ УФ ДИАПАЗОНОВ СПЕКТРА (ОБЗОР)
1.1 Перспективы использования межконфигурационных 5й-4Г переходов ионов Се3+ в гомологических рядах
1.2 Кристаллы гомологическиого ряда ЬіМеРі (Ме = У, Ьи, УЬ)
1.2.1 Кристаллохимические характеристики соединений ЬіМеР4
1.2.2 Сравнительный анализ спектроскопических характеристик кристаллов Се3+:ШТ4 иСе3+:1лЬиР4
1.2.3 Кристаллы ЬУР’Се и ЩцСе в режиме лазерной генерации
1.2.4 Центры окраски в кристаллах Се3+:ЬіМеР4 (Ме = У, 1дл, УЬ)
ГЛАВА 2. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ УФ ИЗЛУЧЕНИЕМ В АКТИВНЫХ СРЕДАХ
2.1 Модель фотодинамических процессов в активной среде в условиях интенсивной накачки излучением УФ диапазона спектра
2.2 Процессы изменения валентности ионов УЬ3+ в кристаллах
Се3+ + УЬ3+:СаР2
ГЛАВА 3. КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ И СПЕКТРАЛЬНОКИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СМЕШАННЫХ КРИСТАЛЛОВ □Б- ЬиБз-УРз И иР-ЬиРз-УЬЯз, АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ Се3+
3.1 Образцы для исследований
3.2 Спектроскопические характеристики смешанных кристаллов ЬіР-ЬиР3-УР3 и 1лР-ЬиР3-УЬР3, активированных ионами Се3+
3.2.1 Техника эксперимента
3.2.2 Спектры поглощения смешанных кристаллов ЬіР-ідіРз-УРз:Сє3+
3.2.3 Спектры люминесценции смешанных кристаллов
УР-ЬиР3-УР3:Се3+
3.3 Сравнительные исследования характеристик кинетики люминесценции ионов Се3+ в смешанных кристаллах ЬіР- ЬиР3-УР3 и 1лТ -СиР3-УЬР3
3.3.1 Техника эксперимента
3.3.2 Кристаллы ЫР-ЬиРз-УТуСЬ

3.3.3 Кристаллы ЬіР-ЬиР3-УЬР3:Се
3.4 Особенности спектров центров окраски в смешанных кристаллах Ш- ЬиР3-УЬР3:Се
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СМЕШАННЫХ КРИСТАЛЛОВ 1.іР-1.иР3-УР3И ЫР-1.иР3-УЬР3) АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ Се3+
4.1 Техника эксперимента
4.2 Эффекты нелинейного поглощения излучения накачки
4.3 Спектры усиления смешанных кристаллов 1лР-ЬиР3-УРз и ІлР-ІдіЕз-УЬРз, активированных ионами Се3+
4.4 Зависимости коэффициента усиления от интенсивности излучения зондирования
ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ СМЕШАННЫХ КРИСТАЛЛОВ ІЛ-июсУЬхР^Се3* В РЕЖИМЕ ЛАЗЕРНОЙ ГЕНЕРАЦИИ
5.1 Особенности изготовления активныъх элементов
5.2 Техника эксперимента
5.3 Зависимости энергии лазерной генерации от энергии накачки
5.4 Методика обработки данных лазерного эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Прогресс в области высоких технологий связан с использованием в технологических процессах лазерного излучения с все более короткими длинами волн. По этой причине разработка новых эффективных источников перестраиваемого по частоте лазерного излучения ультрафиолетового (УФ) диапазона спектра является актуальной задачей.
Традиционно перестраиваемое по частоте когерентное излучение УФ диапазона спектра получают, используя технику нелинейного или параметрического преобразования частот лазеров других спектральных диапазонов [1]. При этом такие источники излучения оказываются чрезвычайно сложными с технической точки зрения, имеют высокую стоимость и крайне неудобны в эксплуатации. Альтернативой этому подходу является использование твердотельных материалов, способных усиливать излучение УФ диапазона спектра. На основе таких активных сред оказывается возможным сформировать требуемые характеристики лазерного излучения непосредственно в УФ диапазоне и создавать относительно простые и надежные источники УФ когерентного излучения.
Однако на сегодняшний день число известных кристаллических активных материалов УФ диапазона спектра не превышает десятка, а пригодными для практического применения являются лишь три активные среды: LiCaAlF6:Ce3+, LiSrAlF6:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+ [2]. Результаты настоящей работы расширяют круг твердотельных активных сред УФ диапазона.
Предпосылки создания твердотельных лазеров УФ диапазона спектра были заложены более 30 лет назад исследованиями Elias [3], и Yang и DeLuca [4]. Для получения вынужденного излучения УФ и вакуумного УФ диапазонов ими было предложено использовать межконфигурационные переходы трехвалентных редкоземельных ионов (РЗИ) в диэлектрических кристаллах с широкой запрещенной зоной. Однако практическая реализация лазерной генерации с использованием этих переходов оказалась сопряженной с рядом трудностей, возникающих при

Глава 3. Кристаллохимические и спектральнокинетические характеристики смешанных кристаллов □Р-І-иГз-УРзи и? -1_иР3-УЬР3, активированных ионами Се3+
3.1 Образцы для исследований
В настоящей диссертации использовались образцы кристаллов и твердых растворов состава LiF-YF3-LuF3:Ce3+, выращенные в лаборатории роста кристаллов НИЛ MPC и КЭ Казанского государственного университета. Автор считает своей приятной обязанностью поблагодарить сотрудников РШЛ MPC и КЭ Абдулсабирова Р.Ю., Кораблеву С.Л., Марисова М.А., Гордеева Е.Ю. и Наумова А.К. за большую работу по выращиванию кристаллических образцов для данной работы.
Были синтезированы две серии образцов химического состава LiLui.xYxF4:CeJ+ и LiLui.xYbxF4:Ce3+, где значение х изменялось от 0.1 до 1. Исходное количество ионов Се3+ в исходных компонентах шихты для всех образцов составляло 0.1 ат.%.
Образцы выращивались в графитовых тиглях в вакууме методом Бриджмена-Стокбаргера. Особенности роста кристаллов LiYF4:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+ описаны в главе 1.
Выращенные для настоящей работы кристаллы серии LiLui.xYxF4:Ce3+ были распилены на куски, из которых были приготовлены образцы для исследований методами спектроскопии и лазерных экспериментов, образцы, близкие по объему, для исследований методами ЭПР спектроскопии, а также порошки, которые были исследованы методом дифракции рентгеновских лучей.