Оптические свойства лазерных стеклообразных материалов на конденсированных средах, активированных Ti3+

• Автор: Леонов, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Современное положение в физике лазерных конденсированных сред

1.1. Твердотельные лазеры на кристаллах

1.2. Лазерные кристаллы, активированные ионами ГП3+

1.3. Неорганические лазерные стекла

1.4.Спектрально-люминесцентные свойства-3(3-ионов в неорганических стеклах

1.5. Лазерные стекла, активированные ионами Т13+

ГЛАВА 2. Получение и исследование оптических материалов, активированных Т13+

2.1. Исходные вещества

2.2. Получение трехвалентного титана

2.3. Технология алюмофосфатных стекол (АФС), активированных Т13+
. 2.4. Технологические аспекты варки оптических стекол, активированных трехвалентным титаном
2.5. Технология калийалюмофосфатных стекол (КАФС), активированых Т13+
2.6. Технология калийалюмосиликофосфатных стекол (КАСФС), активированных Т13+ 1 •
2.7. Методы определения физических параметров АФС:Т13+,
КАФС:Т13+, КАСФС:П3+
2.8. Методы определения оптических параметров АФС:Т13+,
КАФС:Т13+, КАСФС:Т13+
2.9. Методы определения генерационных параметров АФС, активированного трехвалентным титаном

ГЛАВА 3. Технология изготовления и физические свойства люминофоров на основе многокомпонентных стекол
3.1. Технология приготовления АФС:Т13+, КАФС:Т13+, КАСФС:Т13+
3.2. Физические свойства оптических стекол, активированных трехвалентным титаном
3.3. Оптические параметры оптических стекол, активированных трехвалентным титаном
3.4. Генерационные параметры АФС: Т13+
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. Неодимовый лазер имеет узкополосную люминесценцию в области от 810 до 1800 нм, представленную тремя полосами, соответствующих переходам 4Б3/2 —> %п, 4Рз/2 —> 41ц/г, 4Рз/2 —> 411з/г, 4Рз/г -> 4115/2. Неодим не может быть использован для плавной перестройки лазерного излучения в виду узких полос излучения, что является его достоинством, а также недостатком. Это обстоятельство объясняется физической структурой электронного спектра 41"- орбитали, экранированной 5э, 5р, 5с1-электронами!
Меньшая экранированность и большая возможность образования химической связи с окружающими ионами 713+ объясняет широкую полосу поглощения, который имеет свои недостатки и достоинства. Он легко гасится (поглощает энергию с возбужденного уровня) окружением, но в свою очередь позволяет в виду широкого спектра использовать его в качестве активатора для перестраиваемого лазера.
Таким образом, Т13+ и Ш3+ обладают"своими недостатками и достоинствами. Достоинства одного является недостатком для другого. Это способствует конкурированию одних лазерных материалов перед другими и стимулирует поиск новых лазерных материалов, активированных различными химическими элементами. Сегодня отсутствует такой лазерный материал, в котором аккумулировались бы все нужные и требуемые наукой и техникой свойства. Это обстоятельство заставляет искать все новые лазерные материалы. Благодаря этому были созданы десятки новых образцов, неорганических лазерных жидкостей (НЛЖ), новых стекол и кристаллов, не говоря о газовых и других лазерных систем.
Возрастающее применение лазерной техники в науке и промышленности увеличивает поиск и создание новых лазерных материалов, обладающих заданными физико-химическими, спектрально-люминесцентными и генерационными свойствами.
Твердотельные лазеры получили широкое распространение в науке и
Весьма интересные результаты исследования поведения ионов трехвалентного титана в стеклообразных матрицах со слабым кристаллическим нолем представлены в [118]. В этой работе описывается низкотемпературное хлоридное стекло на основе хлоридов галлия и цинка, активированное ТЮз. В спектре поглощения этого стекла наблюдаются две широкие абсорбционные полосы: одна полоса с двумя максимумами 13514 см'1 (740 нм) и 10204 см'1 (980 нм) и вторая, менее интенсивная, в области 4975 см'1 (2010 нм). Полосы поглощения ионов титана в ОаС13 - 2пСЬ смещены в длинноволновую область по сравнению со спектральными данными, приведенными в [98]. Такое смещение объясняет зеленый цвет полос, который обусловлен тетрагональным искажением (симметрия 041,) иона П3+ в отличие от известных октаэдрических комплексов Т13+. Это согласуется с данными, что С Г -лиганды обладают значительно меньшей силой кристаллического поля по сравнению с другими лигандами (Н20, Б', О2’ и другие). В исследованной системе не было обнаружено люминесценции трехвалентного титана.
В работе [119] сообщается о люминесцентных свойствах стекла на основе плавленого кварца, активированного церием и титаном.
Говоря о состоянии Т13+ в фосфатных стеклах можно сделать вывод о том, что он октаэдрически координирован атомами кислорода. Наблюдается значительное искажение координационного полиэдра, вследствие чего могут меняться спектрально-люминесцентные свойства. Влияние на это могут оказывать также ионы-модификаторы, например оксид алюминия.
Подводя итог главы, следует отметить, что большое количество проведенных работ по исследованию физических свойств оптических материалов направлено на поиск лучших, с точки зрения плотности, прочности, показателя преломления и других физических свойств, необходимых для использования их в качестве рабочего тела лазера. Кристалл сапфира заслуживает особого внимания, так как он имеет наилучшие физические параметры, которые приведены в данной работе. Это помогло определиться с