Радиационные эффекты в кристаллах Mg2SiO4, Cr:Mg2SiO4, Cr,Li:Mg2SiO4

• Автор: Гопиенко, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 92 с. : ил.

Глава I СТРУКТУРА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ КРИСТАЛЛОВ, ПОДВЕРГНУТЫХ ОБЛУЧЕНИЮ

ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

1Л Рубин Сг3+: А120з

1.2 Иттрий-алюминиевый гранат

1.3 Форстерит Cr:Mg2Si04

Глава II ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методика воздействия ионизирующего излучения на кристаллы форстерита

2.3 Методы исследований облученных кристаллов

2.3 Л Методика расчета параметров элементарной ячейки и

погрешности
Глава III ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ КРИСТАЛЛОВ ФОРСТЕРИТА
3.1 Оптические свойства кристаллов форстерита
3.2 Структурные изменения в кристаллах форстерита
Глава IV КОНЦЕНТРАЦИЯ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В
КРИСТАЛЛАХ М&БЮ4 и СпМ&БК^
4.1 Аппроксимация экспериментальной зависимости коэффициента поглощения от флюенса электронов
4.2 Расчет концентрации дефектов смещения по модели упругого взаимодействия
Выводы
Литература

Актуальность темы. Широкое применение кристаллических материалов в устройствах квантовой электроники, микроэлектронике использование ионизирующей радиации для технологических целей, выдвигают в число важнейших задач вопросы управления свойствами кристаллических материалов путем воздействия на них ионизирующих излучений и повышения радиационной устойчивости материалов.
Изменение оптических свойств оксидных лазерных кристаллов под действием ионизирующих излучений может существенно повлиять на рабочие параметры аппаратуры, в которой используются кристаллы. Экспериментально показано увеличение эффективности лазеров, работающих на оксидных кристаллах, подвергавшихся воздействию ионизирующей радиации (электронов, гамма- и рентгеновских лучей). Так же имеются экспериментальные и теоретические предпосылки для осуществления генерации в активных кристаллических веществах (рубин, иттрий - алюминиевый гранат, активированный неодимом, хромом) при накачке ионизирующей радиацией./1, 2, 3/.
Кристаллы привлекают к себе большое внимание главным
образом из-за возможности их применения в качестве активных сред широкополосных перестраиваемых лазеров ближнего инфракрасного диапазона /4 - 9, 12 - 18/ и в качестве пассивных затворов лазеров, генерирующих в видимой и ближней ИК - области спектра /19, 20/. Данное направление является интенсивно разрабатываемым вследствие перспективности применения форстеритовых лазеров в оптических коммуникационных системах в области научных и медицинских исследований.
Цель работы; Исследовать влияние ионизирующего излучения на кристаллы 1у^28Ю4, Сг:1У^28Ю4, Сг,1л:М§28Ю4.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих
задач:
1. Исследование оптических свойств кристаллов форстерита после облучения ионизирующим излучением.
2. Исследование структурных изменений облученных кристаллов форстерита.
Научная новизна.
Впервые исследованы кристаллы М£28Ю4, Сг:Мц28Ю4, Сг,1л:Лф*28Ю4 после облучения электронами и тормозными гамма-квантами. Установлено возникновение наведенного поглощения, зависимость его от различных факторов, рассчитана концентрация радиационных дефектов смещения.
Положения, выносимые на защиту:
1. Вид ионизирующего излучения и его доза не влияют на форму спектров наведенного поглощения. Величина наведенного поглощения зависит от условий роста кристалла и концентрации легирующих элементов, дозы облучения. Наведенное поглощение в области 250-270 нм и широкополосное поглощение с максимумом в области 420 - 460 нм обусловлено Р+ - центрами и О ’ - центрами соответственно.
2. Кристаллы Сг4,‘[У^28Ю4 обладают радиационной стойкостью при облучении высокоэнергетическими электронами и гамма-квантами, о чем свидетельствует незначительное изменение концентрации ионов Сг' и отсутствие дополнительного поглощения в полосе генерации 1100-1300 нм.
3. Модель упругого взаимодействия адекватно описывает процессы радиационного дефектообразования до насыщения центров окраски.
Практическая значимость результатов исследований состоит в использовании полученных результатов для разработки методов

1/2
2
з А2 к2
2 Д(1 !ЛЪ ] ] О 9 А,2 А,2 /,2
/,У,5 = 1 1 И2 к2 5 5 Д = А2 А2
(/ * } * ь) А2 А2 /2
О 20 40 90 60*9
Рис. 2.3 График зависимости погрешности Д(1/а?) от угла 0 при Ав = 0,01° для разных анодов.
3 Переход ДА1 —> Да' по рисунку 2.4. Здесь А’ есть А, В, С; а' есть а, Ь,
с.