Фазовые неоднородности в оксидных стеклах и их влияние на нелинейно-оптические и спектрально-люминесцентные свойства

• Автор: Сухов, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Обзор литературы

Текущее состояние и новые тенденции в современном оптическом материаловедении в области оксидных стекол
Наноструктурнрованные стекла с сегнетоэлектрическимн и нелинейнооптическими свойствами

Прозрачные композиты на основе оксидных стекол и нелинейнооптических кристаллов

Лазерные стекла и прозрачные стеклокристаллические материалы на их основе

Влияние состава стекла на спектральнолюминесцентные характеристики ионов редкоземельных элементов Лазерные фосфатные стекла с высоким содержанием неодима Кварцевые зольгель стекла с нанокомпозитной структурой и люминесцентными свойствами

О перспективах использования теллуритных стекол в квантовой электронике.

Выводы из обзора литературы Методическая часть

Синтез и приготовление образцов стекол, активированных катионами РЗЭ.

Кварцевые зольгель стекла
Стекла систем КгОМОзБОг и ЕГ2О3ТО2ТО
Синтез компонентов и прозрачных нелинейнооптических композитов на основе легкоплавких стекол и кристаллов КЧЬ и КЧЬОз
Синтез однофазных порошков сегнетоэлектрических кристаллов КНЬБгОт и КЫЬОз
Варка легкоплавких стекол и синтез композитов на их основе
Методы исследования структуры стекол, нелинейнооптических кристаллов и стеклокомпозитов на их основе
Дифференциальнотермический анализ Рентгенофазовый анализ Малоугловое рассеяние нейтронов Спектроскопия КР
Спектры пропускания в видимом диапазоне излучения Электронная микроскопия
Методы исследования активных свойств стекол, нелинейнооптических кристаллов и стеклокомпозитов на их основе
Методика измерения генерации второй оптической гармоники Методика измерения спектральнолюминесцентных свойств
Результаты эксперимента и их обсуждение
Нанокристаллитная структура кварцевых гельстекол, активированных редкоземельными элементами и се роль в формировании спектральнолюминесцентных свойств
О зарождении наноразмерных неоднородностей в калийниобийсиликатных стеклах
Структура и свойства стекол и стеклокристаллическнх материалов в системе ЕГ2О3ТО2ТО
Прозрачные нелинейнооптические композиты на основе стекол и сегнетоэлектриков КЧЬвгОтИ 1ШЬ
О возможности согласования показателей преломления и плотности стекол и кристаллов
Структура и свойства сегнетоэлектриков и КМЬОз
перспективных наполнителей для синтеза нелинейнооптических стеклокомпозитов
Нанокомпозиты на основе КПЬ и боросиликатного стекла как аналог наноструктурированных ГВГ активных стекол Прозрачные стеклокомпозиты на основе КИЬ и КЫЬОз с высокой квадратичной оптической нелинейностью
Основные выводы работы
Список литературы


Важнейшим моментом в установлении этой взаимосвязи является методология изучения фазовых неоднородностей различного генезиса стеклах. Поэтому наша работа базируется на широком применении методов анализа структуры рентгенофазового анализа РФА, малоуглового рассеяния нейтронов МУРН, электронной микроскопии стекол и стеклокомпозитов в сопоставлении с нелинейнооптическими и спектральнолюминесцентными свойствами. Установление взаимосвязи между нелинейнооптическими, спектральнолюминесцентными свойствами и размерами фазовых неоднородностей, формирующихся в стеклах по трем различным сценариям в результате сегрегации катионов РЗЭ, на начальных стадиях фазового разделения стекла или же путем растворения микрокристаллов в матрице однородного стекла на примере кварцевых стекол, активированных РЗЭ, калийниобийсиликатных стекол с квадратичной оптической нелинейностью, лазерных теллуритных стекол и композиционных материалов сегнетоэлектрикстекло. Разработка принципов получения высокоэффективных прозрачных нелинейнооптических композитов на основе стекла и сегнетоэлектрика. Методом малоуглового рассеяния нейтронов, рентгенофазового и спектральнолюминесцентного анализа кварцевых гельстекол, соактивированных ионами Се4 и Еи3, установлена нанокристаллитная природа формирующихся в них сложных Се4Еи3центров с низкой и высокой симметрией. Высокосимметричные центры, размером не более нм, характеризуются низкой эффективностью электронноколебательного взаимодействия ионов Еи3 с матрицей. Поляризация в постоянном поле стекла, содержащего низкосимметричные центры, сопровождается возникновением заметного эффекта генерации второй оптической гармоники, деградирующего по мере образования центров с высокой симметрией. Установлено, что в эрбийтитанотеллуритной системе возможно получение стекол с повышенным содержанием Ег3 5 см3, характеризующихся высоким квантовым выходом, близким к 0, при сохранении основных люминесцентных характеристик, типичных для лазерных эрбийтеллуритных стекол. Показана возможность получения наноструктурированных стекол на основе состава 6ЕгзТЮ2Те с регулируемыми спектральнолюминесцентными свойствами. Впервые на примере композитов типа сегнетоэлектрикстекло установлены корреляции между условиями синтеза, размерами фазовых неоднородностей и квадратичной оптической нелинейностью. Сформулированы основные принципы получения прозрачных микро и нанокристаллических стеклокомпозитов путем растворения сегнетоэлектрических кристаллов КбПОДО и КИЮз в легкоплавкой матрице стекла. Использование тех же принципов для композиций на основе стекла и кристаллов, содержащих РЗЭ, будет способствовать созданию новых лазерных материалов для компактных перестраиваемых и волоконных лазеров, лазерных микрочипов, усилителей интенсивности сигнала. Термическая стабильность лазерных эрбийтеллуритных стекол существенно повышена введением в состав оксида титана IV, обеспечившим возрастание 7 до 0 С. Теку щее состояние и новые тенденции в современном оптическом материаловедении в области оксидных стекол. Создание лазера в начале х годов прошлого столетия значительно облегчило не только исследования во многих направлениях, но и произвело целый ряд новых, не известных ранее, оптических эффектов и явлений. В слабых полях преобладающий вклад в величину Рсо вносит первый, линейный по полю член разложения, который описывает обычное комбинационное рассеяние. В сильных полях, в частности, при воздействии на диэлектрик лазерного излучения, были обнаружены более сложные эффекты, такие как гиперкомбинационное рассеяние, генерация второй и третьей гармоник, четырехволновое смешение, фазовый синхронизм, явления самофокусировки и др. Обнаруженные эффекты и явления представляли не только фундаментальный, но и практический интерес, т. Использование излучения лазера как носителя информации не было оставлено без внимания специалистами по коммуникации, т. ООО раз превышают возможности радиочастотного излучения. Это обстоятельство побудило к поиску и разработке широкодиапазонной передающей среды с малыми потерями для дальней связи. В году К. Као и Г.