Концентрационные зависимости фото- и рентгенолюминесценции активированных оксидных лазерных материалов и люминесцентный контроль их состава

• Автор: Базилевская, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 186 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ЛАЗЕРНЫХ КРИСТАЛЛОВ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В НИХ.
1.1.Генерационные характеристики лазерных элементов на основе иттрийалюминиевого граната, иттрофлюорита и рубина.
1.2.Спектроскопические свойства кристаллов иттрийалюминиевого граната, активированных ионами

РЗЭ и переходных металлов

1.3.Спектроскопические свойства кристаллов на основе оксида алюминия, активированных ионами переходных металлов.

1.4.Определение примесей в лазерных материалах

ГЛАВА 2. АППАРАТУРА, МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ И

ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ.

2.1.Методы исследования спектров фото и рентгенолюминесценции активированных кристаллов
2.2.Методы получения кристаллофосфоров и последовательность фазовых превращений при синтезе
2.3.Сравнение люминесцентных характеристик монокристаллов и поликристаллических люминофоров
ГЛАВА 3. ЗАВИСИМОСТЬ СПЕКТРАЛЬНОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕКОТОРЫХ ЛАЗЕРНЫХ КРИСТАЛЛОВ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ РЗЭ
3.1.Исследование концентрационных зависимостей
спектральных свойств в гранате.
стр.
3.2. Спектральнолюминесцентные свойства поликристаллических смешанных гранатов.
3.3. Исследование фото и рентгенолюминесценции ионов РЗЭ в кристаллах УЙг
3.4. Концентрационные зависимости люминесценции в кристаллах УЙОуВг.
3.5. Рентгенолюминесценция ионов в кристаллофосфорах на основе У1УРц
ГЛАВА 4. КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В НЕКОТОРЫХ ОКСИДНЫХ КРИСТАЛЛАХ, АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
4.1. Рентгенолюминесценция иттрийалюминиевого граната, активированного ионами неодима и
4.2. Исследование концентрационных зависимостей спектров люминесценции в монокристаллах.
егОуСг.
4.3. Исследование концентрационных зависимостей спектров люминесценции порошковых люминофоров
активированных микроколичествами переходных элементов.
4.4. Фото и рентгенолюминесценция ионов Реа в кристаллах на основе оксида алюминия
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Это необходимо для создания научнообоснованных методик люминесцентного анализа данных объектов. Элементарная ячейка имеет 8 формульных единиц, то есть 0 ионов, из них ионов кислорода, ионов алюминия и иона иттрия. Ионы иттрия занимают додекаэдрических места Сузлы, ионы алюминия два типа узлов октаэдрических положений а узлы и тетраэдрических обузлы. По своей структуре активированные кристаллы 52 относятся к твердым растворам замещения активирующие ионы неодим или хром, замещающие катионы иттрий или алюминий соответственно, располагаются в узлах катионной подрешетки, причем имеет место изовалентное замещение 2. РЗЭ и иттрия равны. При этом не требуется образование собственных точечных дефектов для компенсации заряда. Таким образом, в любом узле данной подрешетки примесной ион находится в одном и том же кристаллическом поле . Введенный в кристаллическую решетку активатор обладает системой дискретных уровней, которая определяется природой активатора и взаимодействием его с решеткой. Проявлением этого служат спектры поглощения и излучения, обусловленные энергетическими переходами между уровнями образованного активатором центра. Поэтому при исследовании свойств иттрийалюминиевого граната как лазерного материала большое внимание уделялось изучению спектров поглощения и люминесценции ионов неодима, эрбия и хрома. В 0 см1. Авторы сопоставили расчетные и экспергаентальные данные относительно положения энергетических уровней Зп И 4 . Из приведенных ими схем видно, что хорошее согласие наблюдается для з состояний. Большое расхождение
расчетных и экспериментальных данных существует для штарковСКИХ компонент 1и и 3д . В работе приведены спектры поглощения в области 00 нм и люминесценции в области 00 нм и нм при и 0 К. Концентрация неодима составляла 5 ат. На основании полученных данных, авторы пришли к выводу, что расщепление терма составляет см1. Анализ спектров поглощения 0 см1, люминесценции 0 нм и индукцированного излучения МЫ. В отличие от данных , величина расщепления д В терма равна см, что находится в хорошем согласии с работой . Время ЖИЗНИ ъ возбужденного СОСТОЯНИЯ 32 одинаковое при температурах и 0 К, но зависит от концентрации активатора. Для кристаллов с содержанием СОД масс. Сдг 0,5 масс. Г 0 мкс, то есть с увеличением концентрации неодима время жизни метастабильного уровня за уменьшается. В спектре поглощения хрома наблюдаются две широкие полосы на 7у см и 7 0 см. Исследованию оптического поглощения кристаллов ИАГ в диапазоне от до 0 см при 0 К посвящена работа . С 0,8 см х для 0 0 см . При О 0 см У достигает значения см. Поглощение, наблюдаемое при о от 0 до 0 см,
авторы связывают с существованием в кристалле групп Я О . Край фундаментального поглощения соответствует Р 0 см. Авторы исследовали люминесценцию неодима и хрома в иттрийалюминиевом гранате. По их данным линии люминесценции 0, , и нм соответствуют переходам с возбужденного состояния 4 32 на уровни п1. В этой же работе указывается о большой разнице между концентрацией неодима, имеющейся в шихте и его содержанием в выращенном кристалле. С помощью химического анализа установлено, что при 5 ыас. Мс5Ол в кристалле содержится лишь 2,3 мас. Расщепление уровня 2 составляет см, что несколько меньше чем у рубина д см, свидетельствуя о более слабом искажении симметрии в гранате. Изучению структуры иттрийалюминиевого граната, активированного хромом, и его люминесцентных свойств посвящены работы ,,. Ионы хрома в таком кристалле занимают октаэдрические места с малым тригональным искажением. В этом случае имеет место инверсионная симметрия ионы кислорода, алюминия и иттрия находятся в параллельных плоскостях. Поэтому электронные переходы между Зек состояниями С г3 не могут иметь электродипольную природу. Они являются магнитнодипольными и вызывают появление узких полос в спектре, в то время как широкие электронноколебательные полосы обусловлены электродипольными переходами. Так же, как и в работе , расщепление уровня равно Ь ,6 см. Исследования спектроскопических свойств иттрийалюминиевого граната, активированного эрбием, проведены в работе .