Многофункциональные оптические среды на основе оксидных монокристаллов сложного состава, выращиваемых из расплавов

• Автор: Ивлева, Людмила Ивановна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 287 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Функциональные возможности многокомпонентных оксидных

монокристаллов с нелинейнооптическими свойствами обзор литературы

1.1. Нелинейнооптические кристаллысвойства и применение в квантовой электронике

1.2 Оксидные сегнетоэлектрики фундаментальные исследования и

практические возможности

1.2.1 .Твердые растворы ниобата бария стронция. Основные физико химические свойства

1.2.2. Области использования состояние и перспективы

1.3. Монокристатлы сложных оксидов как перспективные среды для твердотел ы 1ых В К Рпреобразователей.

1.3.1. Монокристаллы вольфраматов и молибдатов щелочноземельных металлов

1.3.2. Требования к твердотельным ВКРактивным кристаллам

1.4.Монокристаллы боратов эффективные нелинейнооптические материалы нового поколения.
1.4.1 .Монокристаллы бората бария основные свойства и перспективы использования
1.4.2.Монокристаллы кальцийгадолинисвого оксобората основные свойства и применения
1.5. Выводы из литературного обзора
Глава 2. Кристаллизация из расплава экспериментальные методы
2.1. Твердофазный синтез
2.2. Метод Чохральского конструктивные особенности тепловых узлов
2.3. Модифицированный способ Степанова разработка метода, достоинства и недостатки
2.4. Методики исследования и характеризации монокристаллов
2.5. Выводы
Г лава 3. Монокристаллы твердых растворов ниобата бария стронция
3.1. Обзор литературы 5
3.1.1. Кристалличекая структура и фазовые равновесия.
3.1.2.Оптические свойства.
3.1.3. Методы выращивания. Дефектная структура
3.1.4. Влияние примесей на фазовый переход и характеристики монокристаллов
3.1.5. Фоторефрактивные свойства
3.1.6. Выводы
3.2.Экспериментальная часть
3.2.1. Синтез твердых растворов различного состава
3.2.2. Разработка технологии получения монокристаллов йВЫ методом Чохральского
3.2.3. Разработка технологии получения объемнопрофилированных монокристаллов ЭВМ.
3.2.4. Исследования кристаллической структуры твердых растворов 8ВТ различного состава.
3.2.5. Исследование сегнетоэлектрических характеристик монокристаллов
3.2.6.Исследование электропроводности кристаллов различного состава 3 3.2.7.0птические свойства.
3.2.8.Фоторефрактивные характеристики.
3.2.9. Спектроскопия кристаллов БВМ, легированных УЬ
3.2 Фотоннокристаллическая структура 3 8ВЫУЬ подложка 8Ю2Ег опаловая пленка
3.3. Выводы
Глава 4. Монокристаллы вольфраматов и молибдатов щелочноземельных 9 металлов для ВКРлазсров
4.1. Обзор литературы
4.1.1. Структура и фазовые диаграммы.
4.1.2. Рамановские свойства
4.1.3. Методы выращивания кристаллов шеелитов
4.1.4. Особенности дефектообразоваиия кристаллов со структурой 8 шеелита.
4.1.5. Выводы
4.2. Экспериментальная часть

4.2.1. Исследование условий кристаллизации ВаУ, 5гУ, СаМо,
8гМо, ВаМо.
4.2.2. Дефекты структуры кристаллов шеелитов, выращиваемых
методом Чохральского и модифицированным способом Степанова.
4.2.3. Разработка технологии крупных оптически однородных
монокристаллов ВаУ
4.2.4. Оптимизация условий выращивания монокристаллов СаМо,
БгМо, 8гУ, ВаУ. легированных 6.
4.2.5. Исследования Рамановских свойств кристаллов со структурой
шеелита.
4.2.6. Люминесцентные характеристики монокристаллов при
возбуждении синхротрониым излучением.
4.2.7. Люминесцентные и генерационные характеристики легированных
монокристаллов шеелитов.
4.2.8. СамоВКР преобразование излучения в кристаллах ВаУМсР,
8гЮШ3 и Ш8гМоОШ3
4.3. Выводы
Глава 5. Монокристаллы боратов щелочноземельных и редкоземельных
элементов.
5.1 .Обзор литературы
5.1.1 .Система ВаОВ2Оз.
5.1.2. Кальцийгадолиниевый оксоборат
5.2. Экспериментальная часть
5.2.1. Рост и свойства монокристаллов боратов
5.2.2. Рост и свойства кристаллов кальцийгадолинисвого оксобората
5.3. Выводы.
Основные результаты работы и выводы
Литература


Такие кристаллы выполняют одновременно функции лазерной среды позволяют осуществить генерацию на лазерных ионах РЗ элементов и ВКРсреды обеспечивют эффективное ВКРпреобразование лазерного излучения с частотным сдвигом на колебаниях Ю или Мо2 комплекса. Эти многофункциональные лазернорамановские среды позволяют генерировать мощное когерентное излучение на многих новых длинах волн и осуществлять дискретную перестройку частоты излучения. Первыми редкоземельными ионами, на которых в году была получена лазерная генерация в кристалле вольфрамата кальция СаШ были ионы ЫсТ и по сей день они остаются одними из наиболее широко используемых лазерных ионов. Аъггп и нм для перехода Ii . Расширение диапазона доступных длин волн лазеров на основе ионов достигается за счет использования сдвига частоты генерируемого излучения в твердотельных ВКР преобразователях. Сдвиг частоты в таких кристаллических преобразователях достигает см1, что позволяет получать смещение длины волны исходного излучения в ВКР преобразователе на несколько сотен нанометров даже при однократном Стоксовом сдвиге. То есть, нелинейнооптические кристаллы, имеющие кубическую нелинейность и высокий коэффициент ВКР усиления, могут быть активированы ионами 3 и выступать одновременно в роли активной среды и само ВКР преобразователя. В отличие от схем с дополнительным внешним ВКР преобразователем, такие лазеры с само ВКР преобразованием излучения обладают высокой стабильностью и обеспечивают компактность конструкции лазера. Одновременно лазерная генерация ионов неодима и само ВКР преобразование, была впервые получена в кристаллах двойных вольфраматов калийиттриевого и калийгадолиниевого ,. Получение и исследование возможностей кристаллов вольфраматов и молибдатов щелочноземельных металлов, легированных РЗ ионами, в качестве сред для одновременной генерации и пребразования излучения представляется актуальной задачей. Другим возможным направлением исследования рассматриваемых кристаллов является изучение сцинтилляционных характеристик под действием синхротронного излучения. Объясняется это тем фактом, что в настоящее время пристальное внимание физиков обращено к процессу двойного безнейтрииного бетараспада. Сам факт существования этого процесса тесно связан с рядом фундаментальных аспектов физики элементарных частиц . А основной интерес к 0праспаду связан с проблемой массы нейтрино если такой распад будет зафиксирован, то, по современным теоретическим представлениям, это автоматически будет означать, что масса покоя хотя бы
одного нейтрино отлична от нуля. Зарегистрировать безнейтринный 2Рраспад пока не удалось. В настоящее время ищутся новые методы и пути проведения экспериментов с более высокой чувствительностью. В последнее время эксперименты проводятся на следующих элементах 8е, 0е, 0Мо, Ж, 6С1 и Са. Путем решения этих проблем могут быть созданы новые эффективные сцинтилляционные детекторы на основе соединений молибдена, как элемента, на котором осуществим двойной бетараспад. Поэтому внимание привлекают молибдаты с интенсивным свечением световыход порядка фотонМэВ и малыми временами затухания порядка десятков мкс. Кристаллы молибдатов являются как источниками события, обладающими большой плотностью атомов молибдена, так и его детекторами при условии интенсивной люминесценции. Анализ и сравнение спектров спонтанного комбинационного рассеяния для ВКР активных мод в разных кристаллических материалах показывают, что использование кристаллов вольфраматов, имеющих сравнительно большие ширины линий, может быть эффективным для ВКР генерации при более коротких длительностях накачки, чем это имеет место в нитратах бария и натрия. Полагают, что эти кристаллы должны хорошо работать в нестационарных режимах ВКР изза больших значений интегральных сечений инг. Выдающиеся спектроскопические свойства, обнаруженные в кристаллах 8гУ и ВаУ, позволяют предсказать высокие величины ВКР усиления как для наносекундных, так и для пикосекундных лазерных импульсов, и предложить их в качестве универсальных нелинейных сред для создания эффективных ВКР преобразователей частоты. Следует отметить, что наряду с вольфраматами привлекательными ВКР свойствами обладают и соответствующие молибдаты.