Спектрально-люминесцентные и генерационные свойства кристаллов натрий-лантан (гадолиний) молибдатов и вольфраматов, активированных ионами Tm3+

• Автор: Больщиков, Федор Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Особенности получения двухмикронной генерации на переходе 3Г4—>3Н6 ионов Тт3+, спектрально-люминесцентные и генерационные свойства некоторых кристаллических матриц, активированных ионами Тш3+
1.2 Кристаллографическая структура, спектрально-люминесцентные и генерационные свойства кристаллов натрий-лантан (гадолиний) вольфраматов и молибдатов, активированных ионами Тт3+
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ, СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ И ГЕНЕРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ РЯДОВ КРИСТАЛЛОВ ИаЬахОс1,.х(га4)2 И ИаГаЮсЛДМоОДг (х=0-1), АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ Тт3+
2.1 Способы получения, определение количественного состава, геометрия образцов для исследований
2.2 Методика измерения показателя преломления и температурной зависимости показателя преломления кристаллов
2.3 Методики исследования спектрально-люминесцентных свойств и определения спектроскопических характеристик

2.4 Методика исследования кинетик затухания люминесценции

2.5 Описание методики проведения генерационных исследований

ГЛАВА 3. ДИСПЕРСИОННЫЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ШЕЕЛИТОПОДОБНЫХ НАТРИЙ-ЛАНТАН (ГАДОЛИНИЙ) МОЛИБДАТОВ
3.1 Дисперсионные зависимости показателя преломления кристаллов шеелитоподобных натрий-лантан (гадолиний) молибдатов
3.2 Температурная зависимость показателя преломления кристаллов шеелитоподобных натрий-лантан (гадолиний) молибдатов
ГЛАВА 4. СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ И КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНЦЕНТРАЦИОННОГО РЯДА КРИСТАЛЛОВ ИаГаЮс!,. х04)2 ИИаГахО(1і.х(Мо04)2 (х=0-1), АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ Тт3+
4.1 Спектроскопические характеристики концентрационного ряда кристаллов ИаЕахОс1і_х(¥04)2 и ЫаЕахОс11.х(Мо04)2 (х=0-1), активированных ионами Тш3+
4.2 Люминесцентные исследования кристаллов концентрационного ряда НаЬахОс1і.х(’іУ04)2 и №ЕахОс1|_х(Мо04)2 (х=0-3), активированных ионами Тш3+

4.3 Кинетики затухания люминесценции с уровней 3Н4, 3Г4 ионов Тш3+ в кристаллах смешанных шеелитоподобных натрий-лантан (гадолиний)
ГЛАВА 5. ГЕНЕРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ СМЕШАННЫХ ШЕЕЛИТОПОДОБНЫХ НАТРИЙ-ЛАНТАН (ГАДОЛИНИЙ) ВОЛЬФРАМАТОВ И МОЛИБДАТОВ, АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ Тт3+
5.1 Генерационные свойства кристаллов смешанных шеелитоподобных натрий-лантан (гадолиний) вольфраматов и молибдатов, активированных ионами Тт3+
5.2 Заселение и релаксация энергетических уровней ионов Тш3+ в кристаллах смешанных шеелитоподобных натрий-лантан (гадолиний) вольфраматов и молибдатов в условиях лазерной генерации на переходе 3Г4—>3Н6 при накачке на уровень 3Н4
вольфраматов и молибдатов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Кристаллы и стекла, активированные ионами Тт3‘ (переход 3Р4—>3Нб) выступают в качестве активных сред для создания лазеров двухмикронной области спектра, которые используются в телекоммуникационных линиях связи, медицине, системах дистанционного зондирования атмосферы, при проведении научных исследований. Эффективность лазерной генерации в различных кристаллах, активированных ионами Тш3т, во многом определяется процессом кросс-релаксации между ионами Тга3+ (3Ы4—>3Р4, 3Н6—>3Р4), который обеспечивает эффективное заселение верхнего лазерного уровня 3Р4 с квантовой эффективностью равной 2.
Двухмикронная лазерная генерация на переходе 3 Р4—>3РГ6 ионов Тт3’ при таком способе заселения уровня 3Р4 в условиях широкополосной ламповой накачки в кристаллах УАС:Сг, Тт и ГСГГ:Сг, Тт впервые получена авторами [1].
В настоящее время для накачки твердотельных лазеров широкое распространение получила полупроводниковая лазерная накачка. В условиях лазерной полупроводниковой накачки двухмикронная лазерная генерация получена на кристаллах УАС:Тт [2-6], УАЮ3:Тт [7], которые характеризуются высокими термомеханическими параметрами, что обеспечивает их привлекательность в качестве активных лазерных сред. Однако следует отметить, что максимум поглощения для перехода 3Нб~>3Н4 кристаллов УАО:Тт соответствует длине волны 785 нм, поэтому для накачки данных кристаллов требуются либо дорогостоящие нестандартные диоды, либо сложные системы на основе стандартных диодов (излучение 808 нм) с охлаждением ниже 0 °С. Кроме того, малая ширина линий поглощения ионов Тт3+ в приведенных выше матрицах, при значительной зависимости спектра генерации лазерных диодов накачки от температуры, приводит к повышению требований по термостабилизации источников накачки. Это в свою очередь приводит к усложнению конструкции лазера на основе

квалификации «ОСЧ», а также Ата2С03 и WOз квалификации «ЧДА» для кристаллов МаЬах6бі_х(\Ю4)2 (х=0-1) и Ма2С03 и Мо03 квалификации «ЧДА» для кристаллов МаЬаДтбДМоСЬД (х=0—1), соответственно. Реактивы намешивались в соотношениях, соответствующих химическим брутто-формулам, приведенным в табл. 2.1 и 2.2. При этом для компенсации потерь \Ю3 и Мо03 на испарение из расплавов в шихту вводился 0,5-1 % избыток этих компонентов. Состав шихт исследованных образцов приведен в табл. 2.1 и 2.2. В таблицах соответствующие кристаллы обозначены номерами. Подобная нумерация используется в дальнейшем в работе.
Значения фактических концентраций компонентов в выращенных кристаллах, определялись методом рентгеноспектрального микроанализа на установке ЯХ 100 (САМЕСА, Франция) с четырьмя кристалл-дифракционными спектрометрами. Рабочий режим: ускоряющее напряжение электронов - 25 кВ, ток зонда - 20 нА. При определении элементов использовали следующие аналитические линии и образцы сравнения: натрий - Ка линия № в жадеите; вольфрам - Ьа линия в CaW04; молибден — Ьа линия Мо в СаМо04; лантан - Ьи линия Ьа в ЬаР04; гадолиний - Ьр линия Об в ОбРСЬ; тулий - Ьа линия Тт в ТтР04. Ортофосфаты редких земель были получены из коллекции стандартов для рентгеноспектрального микроанализа Смитсониановского института [38, 39]. Измерения концентраций проводили на тех участках цилиндрических частей буль, из которых затем вырезались образцы для спектроскопических измерений и генерационных экспериментов. Для образца №5 определялась только концентрация ионов Тт3+, для остальных образцов-концентраций всех катионов. Фактические составы кристаллов, полученные в результате количественного анализа, представлены ниже: Мао,89Пб0,680,0502,о208.о4,
№0,9?Ьао,54660,59ТГП0,0261,8807,8, Ма0,73Ьао, 85660, 34Т1П0,0382,04О8,3,
Пао,9іЬа1,і3Тто,о58'і,907,9, МаббодбгТгподзяСМоСДД,
Пао,908Ьао,301660,б7бТто,048Мо2,01908,043; Хао,909Ьао,49о6бо,498Тто,о35Мо2,02о08,048;
Мао,9з іЬао,675660,3ооТшо,озоМо2,о2208,041) Мао,88оЬаі,озоТтооі8М°2,оібС)8,057-