Спектроскопические проявления активаторов в фото-термо-рефрактивных стеклах

• Автор: Постников, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление

Введение и защищаемые положения

Глава 1. Обзор литературных данных по спектроскопии ФТР и других оксидных стекол, содержащих аналогичные активаторы

1.1 Общие сведения о ФТР стеклах и фотоиндуцированных процессах в них

1.2 УФ спектры поглощения ФТР стекол. Степень изученности проблемы

1.2.1 УФ спектры исходных образцов ФТР стекол

1.2.2 УФ спектры образцов ФТР стекол, подвергнутых УФ облучению

1.2.3 Об УФ спектрах образцов ФТР стекол, подвергнутых термообработке

1.3 Спектральные проявления активаторов, свойственных ФТР стеклам, в

силикатных стеклах различных систем

1.3.1 Сведения о спектральных проявлениях различных валентных форм церия

в силикатных стеклах
1.3.2 Сведения о спектральных проявлениях различных форм серебра
в силикатных стеклах
1.4 Методы исследования спектров поглощения стекол
1.4.1 Исследование спектров поглощения стекол без применения специальных
методов их анализа
1.4.2 Использование различных вариантов техники разложения спектров поглощения стекол на составляющие спектральные компоненты
1.4.3 Метод дисперсионного анализа
1.5 Выводы по литературному обзору
Г лава 2. Методика эксперимента
2.1 Обоснование выбора составов исследуемых образцов
2.2 Синтез, обработка и измерение спектров поглощения образцов
2.3 Обработка экспериментальных спектров поглощения
2.3.1 Особенности реализации используемой версии метода дисперсионного анализа
2.3.2 Специфика задач, возникающих при реализации дисперсионного анализа
спектров поглощения стекол в УФ диапазоне
2.3.3 Решение задачи описания спектра показателя преломления матрицы
ФТР стекла в исследуемом диапазоне 350 - 195 нм
2.3.4 Задание осцилляторов, учитывающих вклад фундаментальных переходов
в реальную часть комплексного показателя преломления

2.4 Подходы, применяемые для обеспечения высокой точности и
достоверности результатов
Глава 3. Дисперсионный анализ спектров ФТР стекол, не подвергнутых облучению
3.1 Спектральные компоненты, не принадлежащие активаторам
3.1.1 Экспериментальные спектры матриц ФТР стекол с бромом и без брома
3.1.2 Результаты дисперсионного анализа спектров поглощения матриц ФТР стекол
3.1.3 Обсуждение результатов дисперсионного анализа спектров поглощения
матриц ФТР стекол
3.2 Спектральные проявления различных состояний окисления церия в образцах
на основе матриц ФТР стекол
3.2.1 Экспериментальные спектры образцов с добавками церия
3.2.2 Результаты дисперсионного анализа спектров поглощения образцов
с добавками церия
3.2.3 Обсуждение результатов анализа УФ спектров церийсодержащих образцов
3.3 Спектральные проявления серебра в ФТР стеклах
3.3.1 Экспериментальные спектры образцов с добавками серебра
3.3.2 Результаты дисперсионного анализа спектров образцов с добавками серебра
3.3.3 Обсуждение результатов анализа УФ спектров серебросодержащих образцов
3.4 Спектральные проявления в ФТР стеклах серебра, введенного
посредством ионного обмена
3.4.1 Экспериментальные спектры образцов с добавками серебра
3.4.2 Результаты дисперсионного анализа спектров образцов с добавками серебра
3.4.3 Обсуждение результатов анализа УФ спектров серебросодержащих образцов
3.5 Спектральные проявления сурьмы в ФТР стеклах
3.5.1 Экспериментальные спектры образцов с добавками сурьмы
3.5.2 Результаты дисперсионного анализа спектров образцов с добавками сурьмы
3.6 Исследование влияния активаторов на спектроскопические
характеристики друг друга
3.6.1 Результаты дисперсионного анализа спектров образцов с различными комбинациями активаторов
3.6.2 Обсуждение результатов анализа спектров образцов с различными
комбинациями активаторов
3.7 Выводы по третьей главе
Глава 4. Дисперсионный анализ спектров стекол, подвергнутых облучению
4.1 О спектрах облученных образцов стекол, не содержащих церий
4.2 Спектральные проявления различных фотоиндуцированных центров в стеклах
с добавкой только церия
4.2.1 Экспериментальные спектры образцов с добавкой церия
4.2.2 Результаты дисперсионного анализа спектров поглощения образцов
с добавками церия
4.2.3 Обсуждение результатов дисперсионного анализа спектров поглощения облученных образцов матрицы ФТР стекла с добавкой церия
4.3 Спектральные проявления различных фотоиндуцированных центров в стеклах
с добавками церия и серебра
4.3.1 Экспериментальные спектры облученных образцов с добавками церия и серебра
4.3.2 Результаты дисперсионного анализа спектров поглощения образцов
с добавками церия и серебра
4.3.3 Обсуждение результатов дисперсионного анализа спектров поглощения облученных образцов матрицы ФТР стекла с добавкой церия и серебра
4.4 Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложение: формализм вычисления интегрального молярного коэффициента поглощения полос поглощения Се3+ и Се4+

вильной оценке общего числа спектральных компонент, как это продемонстрировано на конкретном примере в [76].
1.4.3 Метод дисперсионного анализа
В данной работе для разложения общей огибающей исследуемых спектров на составляющие ее отдельные спектральные компоненты использовалась одна из версий метода дисперсионного анализа (далее МДА), свободная от отмеченных недостатков, которые присущи вышеупомянутым методам. Конкретные особенности реализации этого метода в данной работе изложены во второй главе. В данном же разделе приводятся общие сведения о МДА.
Общие черты метода дисперсионного анализа и его история. Метод дисперсионного анализа, впервые введенный для кристаллов Спитцером и Клейнманом [78], является наиболее мощным методом количественной обработки экспериментальных спектров оптических функций, позволяющим восстановить всю содержащуюся в них информацию о физических характеристиках материала.
Метод дисперсионного анализа основывается, в отличие от остальных существующих методов обработки экспериментальных оптических спектров, на аналитической модели дисперсии
комплексной диэлектрической проницаемости конкретного исследуемого материала.
Модель комплексной диэлектрической проницаемости задает функциональную зависимость между оптическими постоянными и параметрами осцилляторов, которые характеризуют положение, интенсивность и ширину отдельных спектральных составляющих. Таким образом, аппроксимирующей математической функцией для компонент анализируемого спектра служит именно та, которая непосредственно следует из модели дисперсии комплексной диэлектрической проницаемости, адекватной для данного материала.
Процедура МДА состоит в минимизации отклонений модельного спектра анализируемой оптической функции от экспериментального путем последовательного изменения параметров модели диэлектрической проницаемости исследуемого материала по определенному алгоритму.
МДА служит для решения, с помощью вышеописанной математической обработки экспериментальных данных о спектре какой-либо оптической функции исследуемого вещества, следующих конкретных задач: а) вычисления его спектров оптических постоянных, б) разложения его сложного спектра на составляющие спектральные компоненты и получения значений их параметров.
Алгоритм минимизации отклонений, по сути, представляет собой типичную математическую задачу многопараметрической оптимизации, целью которой является поиск значений параметров модели, при которой отклонения модельного спектра от экспериментального мини-