Интенсивности сверхчувствительных переходов редкоземельных ионов в оксидных лазерных кристаллах

• Автор: Рябочкина, Полина Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 365 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ В КРИСТАЛЛАХ
1.1 Энергетический спектр, силы осцилляторов и вероятности оптических переходов редкоземельных ионов в кристаллах. Определение и характеристика сверхчувствительных переходов
1.2 Механизмы проявления сверхчувствительности переходов
редкоземельных ионов
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ, МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО ИОНА В КРИСТАЛЛАХ
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2 Описание экспериментальных методик
2.3 Спектроскопические характеристики редкоземельного примесного иона в кристаллах. Методы и расчетные формулы для определения спектроскопических характеристик редкоземельных ионов в кристаллах .... 90 ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕРХЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ ГЫсГ, Ег3+, Вуу, Тт3+, Но3+, Рг3+) В ОКСИДНЫХ КРИСТАЛЛАХ
3.1 Исследование сверхчувствительных переходов редкоземельных ионов (Неї'3'1', Гг3 , Ну ' , Тш3+, Тт3+, Но3+, Рг,+) в кристаллах со структурой граната
3.1.1 Характеристика кристаллической структуры граната. Особенности кристаллохимического строения лазерных кристаллов со структурой граната, активированных РЗ-ионами
3.1.2 Рентгеноструктурный анализ кристаллов кальций-ниобий-галлиевого граната, активированных РЗ-ионами

3.1.3 Спектроскопические характеристики кристаллов со структурой граната, активированных редкоземельными ионами (Мсі3+, Ег3Д Оу3+, Тш3+, Но3+, Рг3+)
3.1.4 Механизм сверхчувствительности в кристаллах со структурой
граната
3.2 Спектроскопические характеристики редкоземельных ионов в кристаллах со структурой граната и оксидных кристаллах с симметрией локального окружения С2 и С
3.2.1 Параметры интенсивности редкоземельных ионов (Ег3+, 1ЧсР+, Тт3+, Но’+) в кристаллах с симметрией локального окружения С
3.2.2 Параметры интенсивности редкоземельных ионов (ЕС+, N6'’', ТпГ+,
Но3 ) с симметрией локального окружения С5 в кристаллах УАЮ
3.3 Исследование сверхчувствительных переходов редкоземельных ионов
в кристаллах двойных вольфраматов, молибдатов, ортованадатов
3.3.1 Особенности кристаллографической структуры двойных вольфраматов и молибдатов и интенсивности переходов редкоземельных ионов (Ш3+, Ег’+, Но’1) в кристаллах двойных вольфраматов и молибдатов со структурой шеелита и моноклинной структурой
3.3.2 Спектроскопические характеристики ионов Ис13+ в кристаллах ИаГаОс! двойных молибдатов и вольфраматов
3.3.3 Спектроскопические характеристики ионов ТпГ4 в кристаллах ЫаЬаОс! и ИаУОсІ двойных молибдатов и вольфраматов
3.3.4 Особенности кристаллической структуры ортованадатов. Интенсивности переходов редкоземельных ионов (Ег3+, 1ЧсР+, ТпГ+, Но3+) в кристаллах ортованадатов
3.4 Основные результаты главы
ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ СВЕРХЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВНУТРИЦЕНТРОВЫХ МЕЖМУЛЬТИПЛЕТНЫХ ГЛ ПЕРЕХОДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ В ОКСИДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ КРИСТАЛЛАХ

ГРАНАТОВ, ДВОЙНЫХ ВОЛЬФРАМАТОВ (МОЛИБДАТОВ), ОРТОВАНАДАТОВ
4.1 Механизм сверхчувствительности внутрицентровых межмультиплетных f-f переходов РЗ ионов в оксидных лазерных кристаллах, обусловленный особенностями точечной симметрии РЗ иона
4.2 Влияние электрон-фононного, динамического взаимодействия электронов и ядер, ковалентности связей на причину сверхчувствительности внутрицентровых межмультиплетных f-f переходов РЗ ионов в оксидных лазерных кристаллах
4.3 Основные результаты главы
ГЛАВА 5. ВЕРОЯТНОСТИ ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДОВ В КРИСТАЛЛАХ ГРАНАТОВ, ДВОЙНЫХ ВОЛЬФРАМАТОВ (МОЛИБДАТОВ), ОРТОВАНАДАТОВ, АКТИВИРОВАННЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ИОНАМИ
5.1 Сравнительный анализ вероятностей излучательных переходов и коэффициентов ветвления люминесценции С уровня JF3/2 на уровни 4Fj ионов Nd3+ в кристаллах со структурой граната
5.2 Вероятности излучательных переходов РЗ ионов (ErJ+, Tm3+, Но Д Dy3+) в кристаллах со структурой граната
5.3 Вероятности излучательных переходов и кинетики затухания люминесценции с уровней JH4,3F4 ионов Тт3+в кристаллах смешанных NaLaGd двойных вольфраматов и молибдатов
5.4 Основные результаты главы
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНЫХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ СО СТРУКТУРОЙ ГРАНАТА И ЛАЗЕРОВ НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛОВ NaLaGd(W04)2:Tm, NaLaGd(Mo04)2:Tm С ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ
ЛАЗЕРНОЙ НАКАЧКОЙ
6.1 Спектральные зависимости сечения усиления лазерных переходов ионов ErJ+, TmJ+, HoJi в кристаллах Ca3(NbGa)50i2:Er, Ca3(NbGa)50|2:Tm, Ca3(NbGa)50|2:Ho
межмультиплетных ґ-ґ переходов, параметров интенсивности £2, (1=2 ,4 ,6)) РЗ-ионов (Ш3+, Ег3+, Бу3+, Тш3+, Но3+, Рг3+) в кристаллах со структурой граната. Обсуждается доминирующий механизм, обеспечивающий высокие значения сверхчувствительных внутрицентровых межмультиплетных Р Г переходов РЗ-ионов в кристаллах Са3(МЬОа)5Оі2:Мс1 и Са3(ТаОа)5Оі2:Ш с соответствующими РЗ ионами. Данный механизм обусловлен электростатическим взаимодействием лигандов и РЗ-ионов-активаторов, занимающих в данных гранатах кристаллографические позиции с точечной симметрией С2у, С2, С].
В параграфе 3.2 представлены результаты исследования спектроскопических характеристик в кристаллах с симметрией локального окружения оптических центров РЗ-ионов С2 и С3.
3.2.1 Представлены известные из литературных данных результаты исследования спектроскопических характеристик монокристаллов У203, монокристаллов и лазерной керамики 8с203 с различными РЗ ионами активаторов, а также оригинальные результаты, полученные в настоящей работе, при исследовании спектроскопических характеристик лазерной керамики Ьи203:Тт. Кристаллы У203, 8с203, Ьи203 имеют структуру биксбиита, для которой характерно наличие оптических центров РЗ-ионов с точечной симметрией С2. В ходе анализа литературных данных и в процессе собственных исследований выявлено, что для монокристаллов У203 с РЗ ионами, монокристаллов и керамики 8с203, активированных РЗ ионами, керамики Ьи203:Тт характерны высокие значения сил осцилляторов соответствующих сверхчувствительных переходов РЗ ионов, а также параметра интенсивности С22. При этом параметры интенсивности для керамик 8с203:Тш, Ьи203:Тт имеют близкие значения по отношению к аналогичным значениям для соответствующих величин ионов Тт3т в кристаллах Са3(ЛЬ0а)50|2:Тт.
3.2.2 Представлены результаты исследований интенсивностей внутрицентровых межмультиплетных ґ—ґ переходов ионов N6’ и Тт3+ в