Селективная спектроскопия ионов Yb3+ и Nd3+ в лазерных материалах с неупорядоченной структурой

• Автор: Ашуров, Мумин Хуррамович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 c. : ил

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§ I. Сущность метода селективного лазерного возбуждения

§ 2. Миграция энергии элнктронных возбуждений

в неупорядоченных системах. Вопросы теории

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Глава III. СПЖТРАЛЬНО-ЛШИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ИОНОВ Мс15+

В НЕУПОРЯДОЧЕННОЙ СИСТЕМЕ НА ОСНОВЕ £йСВ3-5.0%

ГЛАВА 17. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МАШИННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ СПЕКТРАЛЬНОЙ МИГРАЦИИ

Глава V. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ МИГРАЦИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО ИОНАМ в ФОСФАТНОМ СТЕКЛЕ.

ДИФФУЗИОННАЯ АССИМПТОТЙКА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Бурное развитие квантовой электроники и лазерной техники, которое наблюдается в последнее время, вызывает все возрастающий интерес к ним специалистов разных отраслей, что в первую очередь связано с большими перспективами использования оптических квантовых генераторов для решения многочисленных принципиально новых научных и технических проблем. Естественно, что при этом к самим лазерам, как источникам световой энергии предъявляется широкий крут требований. Очень важны среди них - малый вес, компактность оптического генератора, рациональность процессов преобразования энергии, их простота и надежность в управлении. В связи с этим в настоящее время ведутся интенсивные исследования по разработке новых и совершенствованию известных лазерных материалов, что в свою очередь выносит на первый план задачи более глубокого понимания физической природы явлений происходящих в возбужденном состоянии активной среды и управления ими.
Особенно актуальным это является для широкого класса лазерных материалов на базе конденсированных сред с неупорядоченной структурой. К ним, в частности, относятся активированные трехвалентными редкоземельными ионами стекла, жидкости и разупоря-доченные кристаллы. Для них характерно то, что полосы поглощения и люминесценции, за которые ответственны электронные перехо-да между уровнями Т1? -ионов уширены неоднородно. К настоящему моменту получено много экспериментальных фактов показывающих, что неоднородноуширенные полосы представляют собой наложе-

ние сдвинутых относительно друг друга однородных контуров люминесценции, отдельных примесных центров. Такое свойство спектров определено зразупорядоченностью структуры, вследствии чего отдельные ионы активатора находятся в различных внутренних кристаллических полях и имеют поэтому разное положение энергетических уровней.
До недавнего времени большое неоднородное ужирение спектральных полос являлось одной из основных причин, тормозящих развитие спектроскопических исследований. Однако с применением новых экспериментальных методов, большинство из которых основываются на использовании перестраиваемых по частоте лазеров, ситуация начала меняться. При этом узкополосное перестраиваемое излучение позволяет осуществить дискретную селекцию отдельных групп оптических центров с тем, чтобы изучить их спектральнолюминесцентные и генерационные свойства, взаимодействия с основой и друг с другом.
Применение этих методов позволяют не только качественно, но и количественно исследовать тонкие проявления взаимодействия между ионами активатора - безызлучательную передачу возбуждений от одних ионов к другим. Как известно, передача возбуждений может происходить как между ионами различного (в матрицах с несколькими активаторами), так и одного типа. В последнем случае обычно употребляется термин "миграция" возбуждений. Прямое изучение этого, очень интересного в физическом отношении и важного применительно к лазерным средам, явления оказывается возможным лишь в средах :с неоднородноуширенным спектром. Лишь в них мы можем селективно возбуждая малую группу центров,

не активированной и активированной Ыс1С&5 , а также системы
85] . Измерены среднее время жизни возбужденного состояния Мс1?+* При этом измерение спектрально-люминесцентных свойств в очень ограниченном объеме проведены лишь дая системы Агаз [85]
В дальнейшем, с целью установления корреляции между спектроскопическими свойствами активатора и диаграммами молекулярного компонентного состава растворителей маг$оаг ;
исследовались [ 88 ] тонкая структура полос поглощения переходу
да I9/2 "л/2 »а также тонкая структура полос поглощения
А г* Ат
и люминесценции резонансного перехода І9/2 ионов неодима.
По результатам этих исследований (который больше исходят из диаграмм компонентного состава, чем от спектров) был сделан вывод, что в композиции на основе хлорида галия локальное окружение активатора, формирующее структуру электронных спектров, состоит из молекулярных ассоциатов и остается неизменным
при увеличении концентрации хлорида галия до ~ 60 мол.%,С дальнейшим возрастанием концентрации СаСб? в системе появляется не связанные в адцукты молекула хлорида галия, которые формируют новый тип оптических центров, удельный вес которых в результирующем контуре электронных спектров монотонно возрастает вплоть до достижения 100% концентрации хлорида галия [ 88 ] . Там же отмечено, что структура активных центров в &аСву-$0СЕ,>-Ь!с13не зависит от концентрации активатора,варьируемой в пределах 0,01-5-0,04 мол.дм-3.
Присутствие двух максимумов в спектрах соответствующих переходу 9/2 ^/2 ’ а так же тРех Резонансных линий в спектрах люминесценции соответствующих переходам между состояниями