Спектроскопия парных центров в кристаллах двойных фторидов, активированных ионами гольмия и тулия

• Автор: Пыталев, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Структура кристаллов LiMF4

1.2. Симметрия волновых функций и правила отбора для оптических переходов между уровнями энергии ионов Но3' и Тш3+ в кристаллах LiYF4 или L1LUF4

1.3. Парные центры в активированных кристаллах

1.4. Принципы фурье-спектроскопии

1.5 Фурье-спектроскопия высокого разрешения кристаллов LiYF4:Ho3+

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Фурье-спектрометр Bruker 125 HR

2.2. Криогенное оборудование

2.3. Поляризаторы

2.4. Исследуемые образцы
Глава 3. Парные центры Но3+-Но3+ в кристаллах LiYF4 и LiLuF4
3.1. Оп тические спектры иона Но3+ в кристаллах LiYF4
3.2. Идентификация линий парных центров
3.3. Расчет спектра парного центра Но3+-Но3+ в LiYF4 при учете магнитного дипольного взаимодействия
3.4. Сравнение расчета и эксперимента для LiYF4i Но3+
3.5. Пары Но3+-Но3' в кристаллах LiLuF4: влияние локальных деформаций

Глава 4. Спектроскопия высокого разрешения кристаллов ЬіУГ4:Тт3+ и ІЛІдіР4:Тт3+
4.1. Схема уровней энергии иона Тт3+ в ЬіТ4
4.2. Сверхтонкая структу ра в оптических спектрах кристаллов 1лУР4:Тт3+ и ІЛІліР4:Тт3+
4.3. Изотопическая структура в оптических спектрах кристаллов 1лУР4:Тт3+ и 1лЬиР4:Тт3+
4.4. Парные центры Тт-Тт3* в кристаллах 1лУР4 и 1лЬиР4
Заключение
Литература

Введение
Обсуждаемые кристаллы с общей формулой LiMF4, где M=Y или Lu, активированные редкоземельными (РЗ) элементами, привлекают пристальное внимание на протяжении десятилетий. Они используются как лазерные среды [1-5], интересны как модельные системы для изучения различных физических явлений. В последнее время интерес к этим кристаллам возрос в связи с изучением возможности их применения в качестве сред для хранения квантовой информации [6-12] и для лазерного охлаждения твердых тел [13-22]. Кратко остановимся на двух последних возможностях.
Рассмотрим гак называемую А-схему для хранения квантовой информации (см. рисунок). Ее характерная особенность состоит в том, что переход между уровнями «1» и «2» запрещен, и управление информацией осуществляется с помощью дополнительного уровня «3». В качестве уровней «1» и «2» в частности могут выступать уровни сверхтонкой структуры, переход между которыми связан с переворотом ядерного спина. В этой связи интересен такой редкоземельный ион, как тулий, ядерный спин которого равен 1Л. Недавние исследования //-схемы тулия в кристаллах YAG подтвердили перспективность исследований в данном направлении [9-11].

|2> = |М, = -'/=>
3Н6(0)

Bq = О В0 & О

Призма Глана-Тейлора состоит из двух призм, изготовленных из исландского шпата и разделенных воздушным промежутком (рис. 2.3-3). Рабочим является прошедший необыкновенный луч. Отраженный обыкновенный луч поглощается на черненых нерабочих поверхностях. Наличие воздушного промежутка позволяет использовать призму во всей области прозрачности шпата.
Ниже приведены характеристики призмы Глана-Тейлора, используемой нами в поляризационных измерениях.
Рабочий диапазон 220 - 2300 нм (4400-45000 см'1)
Рабочая апертура А 18.6 х 18.8 мм
Отклонение необыкновенного < Г луча
Отношение длины к апертуре L/A
Угловая апертура 8° (асимметричная)
Степень поляризации 1.0x10°
Поляризационные измерения спектров образцов проводились в двух конфигурациях: использовалось либо неполяризованное излучение, распространявшееся вдоль кристаллографической оси с (А||с, Е, Н±.с - а-поляризация), либо линейно поляризованное излучение, падающее перпендикулярно к оси с {кім, Е\с - л-поляризация, AlLc, ELc - а-поляризация). Для проверки соответствия ориентации оси с в кристалле выбранной конфигурации, образец
помещается между двумя скрещен- Рисунок 2.3-4. Коноскопическая картина
ными поляризаторами и освещается одноосного кристалла, вырезанного перпендикулярно к оптической оси.