Спектроскопические свойства легированных висмутом халькогенидных стекол и простейших галогенидных кристаллов

• Автор: Филипповский, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 89 с. : ил.

Содержание

Введение и актуальность

Цель работы

Научная новизна

Практическая значимость работы

Защищаемые положения

Апробация работы

Личный вклад

Глава 1. Обзор литературы. Возможные центры ИК люминесценции в материалах, легированных висмутом

Центры на основе ионов ЕН5+

Центры на основе ионов ВС
Кластеры и димеры висмута
Комплексы с В1 как возможные центры НК люминесценции
Обзор свойств халькогенидных стекол, легированных висмутом
Обзор свойств кристаллов, легированных висмутом
Выводы
Глава 2. Спектральные свойства кристаллов галогенидов таллия -Т1С1 и Т1Вг, легированных висмутом
Образцы и методики исследования
Спектры пропускания
Спектры люминесценции
Сравнение с аналогичными галогенидными кристаллами
Моделирование центров люминесценции
Фотоиндуцированный эффект в кристаллах
Выводы по результатам
! I I

Глава 3. Спектральные свойства кристаллов галогенидов серебра -AgC] и AgBr, легированных висмутом
Образцы и экспериментальные результаты
Эффект деградации люминесценции
Моделирование центров люминесценции
Выводы по результатам
Глава 4. Спектральные свойства халькогенидпых стекол и световодов, легированных висмутом
Образцы и методики исследования
Спектры пропускания
Спектры люминесценции
Моделирование центров люминесценции
Спектры возбуждения люминесценции
Отжиг в атмосфере водорода
Оптическое волокно
Выводы по результатам
Заключение
Список литературы

Введение и актуальность
Активные оптические материалы играют значительную роль в развитии
современной науки и техники. Создание лазеров на их основе позволило сделать множество открытий в самых разных областях. Системы связи, обработка материалов, метрология, медицина - это лишь некоторые области применения лазеров.
За более чем полувековую историю существования лазера было создано множество разновидностей этого устройства. Путь лазера начался с твердотельного исполнения (первый лазер на рубине) и к сегодняшнему уже существуют также газовые, жидкостные, и лазеры на свободных электронах. Неудивительно, что поиски новых типов материалов для лазерной генерации никогда не прекращались. Широкое распространение получили лазерные среды на основе ионов редкоземельных металлов -неодима, эрбия, тулия и многих других.
Область применения лазерного источника определяется его мощностью и длиной волны его излучения. Одним из результатов развития этой области науки является создание нового типа связи - волоконно-оптических сетей. Их появление коренным образом преобразило не только информационный мир, но также обернулось возникновением новых задач и проблем, решением которых занимается наука.
Сегодня из-за все возрастающих потребностей человечества в увеличении скоростей и объемов передаваемой информации все острее встает вопрос о развитии и модернизации оптических систем связи. Одним из наиболее перспективных путей развития является расширение спектрального диапазона активных элементов волоконной сети. На сегодняшний день спектральная область волоконных оптических усилителей ограничена свойствами эрбия, поскольку именно этот легирующий компонент для кварцевого стекла имеет наиболее широкое распространение в волоконных системах связи. Таким образом, поиск новых активных элементов и создание новых активных материалов для волоконной оптики является одной из важнейших задач волоконной оптики на сегодняшний день.
В последнее десятилетие стекла, легированные висмутом, и волоконные световоды на их основе вызывают повышенный интерес в связи с характерной полосой люминесценции в ближней ИК области 1.0 - 1.7 мкм (далее - ИК люминесценции), дающей возможность создания волоконных лазеров и усилителей для широкополосных систем оптической связи (см., например, обзор [1]).

Выводы
Таким образом, в литературе, посвященной исследованию оптических свойств висмута, как легирующей добавки, можно условно выделить два направления теоретических и экспериментальных представлений о висмутовых активных центрах -направления, где роль источника ИК люминесценции отводится активным центрам на основе высоковалентных ионов висмута, и направления, где ту же роль играет висмут низкой валентности.
Отвечая на вопрос о природе ИК люминесценции висмута, следует признать, что существуют экспериментальные свидетельства для обоих направлений теории о висмутовых активных центрах. Но, учитывая достижения экспериментальных методик последних лет, подкрепленных результатами теоретических исследований и компьютерного моделирования, центры на основе ионов висмута низкой валентности являются наиболее вероятным источником ИК люминесценции во многих средах, как аморфных, так и кристаллических.
Целью данной работы является исследование свойств висмута в халькогенидных стеклах. В качестве модельных сред, где с высокой вероятностью висмут находится в низковалентном состоянии, рассматриваются простейшие галогенидные кристаллы хлоридов таллия и серебра.