Активные среды перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов структуры кольквиирита, тисонита и шеелита, активированных редкоземельными ионами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

СЕМАШКО ВАДИМ ВЛАДИМИРОВИЧ

АКТИВНЫЕ СРЕДЫ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ ЛАЗЕРОВ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ФТОРИДНЫХ

КРИСТАЛЛОВ СТРУКТУРЫ КОЛЬКВИИРИТА, ТИСОНИТА И ШЕЕЛИТА, АКТИВИРОВАННЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ИОНАМИ

01.04.05-оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Казань-2009

003468039

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории магнитной радиоспектроскопии и квантовой электроники ГОУВПО «Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина»

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, чл.-корр.

РАН, проф. Басиев Тасолтан Тазретович

доктор физико-математических наук, проф. Фишман Александр Израилович

доктор физико-математических наук Андрианов Сергей Николаевич

Ведущая организация: Институт лазерной физики

Научно-производственной корпорации "Государственный оптический инстшут им. С.И.Вавилова"

Защита состоится «18» июня 2009 г. в 14 ч. 30 мин, на заседании диссертационного совета Д 212.081.07 при ГОУВПО «Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина» по адресу: 420008, г.Казань, ул.Кремлевская, д.18

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского Казанского государственного университета

Автореферат разослан« »__СР'У_2009 г.

Ученый секретарь .

диссертационного совета а— Камалова Дина Илевна

Актуальность проблемы

Тенденция использования в передовых высокотехнологических процессах когерентного излучения с все более короткими длинами волн требует направленного поиска материалов для приборов квантовой электроники и оптических систем ультрафиолетового (УФ) и вакуумно-ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов спектра. В частности, источники когерентного УФ излучения и новые материалы для УФ диапазона востребованы в инновационных технологиях фотолитографии, в атмосферных и аэрокосмических исследованиях, прецизионной микрообработке материалов, фотохимии, биологии, медицине, в элементах нанотехнологий и фотонике. По этим причинам подобные исследования и разработки признаны приоритетными, пользуются государственной поддержкой в странах Европейского Союза, США, Японии, Китая, в ряде наиболее интенсивно развивающихся стран и полностью соответствуют приоритетным направлениями развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (РФ) [1], а неизбежно разрабатываемые в процессе таких исследований технологии получения новых кристаллических материалов со специальными или прогнозируемыми свойствами подпадают под класс технологий, признанных в РФ критическими [2].

Несмотря на то, что в настоящее время лазерное излучение принципиально может быть получено практически в любом участке спектра от ВУФ до среднего ИК диапазонов, не везде удаётся обеспечить требуемые от него энергетические, спектральные и пространственные характеристики. Кроме того, методы его получения оказываются зачастую низкоэффективными, реализационно- и эксплуатационно-сложными и поэтому малопригодными для практического использования. К таким «проблемным» участкам спеетра относятся УФ и ВУФ диапазоны.

В настоящее время мощное лазерное излучение на фиксированных длинах волн в УФ и ВУФ диапазонах реализуется с использованием газовых сред. В частности применяются газообразные водород, фтор, азот, благородные газы и их эксимерные и эк-сиплексные смеси (смеси благородного газа и газообразных галогенов). Эти лазеры хотя и обладают высокими энергетическими характеристиками, «качество» генерируемого излучения (его пространственные характеристики: расходимость и однород-

ность пучка), а также невозможность изменения частоты излучения ограничивают

возможность их использования в технологических процессах [3].

• ил. ■

Для получения перестраиваемого по частоте УФ лазерного излучения обычно используют методы нелинейного преобразования частоты излучения серийных перестраиваемых лазеров видимого и ИК диапазонов [4]. Достигаемые при этом мощности излучения, конечно, уступают соответствующим мощностям эксймерных лазеров, но этот недостаток частично компенсируется значительно лучшими пространственными характеристиками. К сожалению, такие системы оказываются чрезвычайно громоздкими, сложными в настройке и требуют для своей эксплуатации персонала соответствующей квалификации. Кроме того, они не отличаются высокой долговременной стабильностью выходных спектральных и энергетических характеристик, а также не позволяют без кардинальной перестройки всей архитектуры лазерной системы наращивать выходную мощность генерируемого излучения.

Альтернативным и в то же время очевидным способом, позволяющим реализо-вывать перестраиваемое лазерное излучение непосредственно в УФ и ВУФ диапазонах спектра с желаемыми характеристиками и при этом одновременно избежать большинства вышеперечисленных недостатков, является использование в качестве рабочих лазерных переходов межконфигурационных 4/~'5с1-4/ переходов редкоземельных ионов (РЗИ) в кристаллах. Главным преимуществом лазеров такого типа является простота оптической схемы в совокупности с выщеупомянутой возможностью формирования пространственных, спектральных, временных и прочих характеристик лазерного излучения непосредственно в УФ диапазоне спектра. Кроме этого, обнаружение УФ и ВУФ активных сред решает проблему усиления импульсов УФ/ВУФ когерентного излучения пико- и фемтосекундных длительностей и получения сверхмощных лазерных импульсов в этих спектральных областях. Немаловажными являются также и другие широко известные эксплуатационные преимущества (высокая концентрация активных частиц и связанный с этим высокий удельный энергосъем излучения, компактность, высокие теплофизические характеристики и пр.), присущие твердотельным активным средам по сравнению с активными средами на основе других агрегатных состояний вещества.

Однако несмотря на кажущуюся простоту реализации твердотельных лазеров УФ и ВУФ диапазона спектра до исследований, составляющих суть настоящей рабо- , ты, были известны только три активированных кристаллических материала, способных генерировать лазерное излучение в указанных спектральных областях. При этом осуществить перестройку длины волны лазеров на основе этих активных сред оказалось практически невозможным. Эффективность лазерной генерации в лучшем случае составляла несколько процентов, и, что самое главное, наблюдалась деградация их лазерных и оптических характеристик в процессе работы. Все эти факторы предопределили отсутствие к этим активным средам интереса как у специалистов-исследователей, так и производителей лазерной техники. Фактически до момента первых наших публикаций в начале 90-х годов XX века данное направление исследований представлялось малоперспективным. Причиной такого пессимизма являются процессы, протекающие в активированных кристаллах под действием излучения накачки: поглощение из возбуждённых состояний, образование центров окраски (соляризация), изменение валентности акгиваторных ионов, фоторефрактивный эффект (изменение показателя преломления материала под действием оптического излучения) и т.п. Именно они обуславливают низкие энергетические, спектральные и другие эксплуатационные характеристики лазеров на 4£~'5с1-4/ переходах редкоземельных ионов в кристаллах, или даже полностью исключают саму возможность возбуждения УФ/ВУФ лазерной генерации.

Таким образом, поисковые исследования новых активных средла основе активированных фторидных кристаллов, использующих в качестве рабочих1 межконфигурационные 4/''5(1-4/ переходы редкоземельных ионов, являются актуальными, а их результаты имеют фундаментальное и прикладное значение.

Целью работы является создание высокоэффективных активных сред для перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов, активированных- редкоземельными ионами, и исследование их спектрально-кинетических и лазерных свойств.

чиая новизна и практическая ценность

Исследования, составившие суть настоящей работы, стимулировали развитие целого научного направления, ориентированного на поиск новых твердотельных ак-

тивных сред УФ и ВУФ диапазона на основе 5d4f~'-4f переходов ионов лантаноидов в кристаллах. Ранее, до 1991 года, большинством исследователей это направление считалось малоперспективным, и число публикаций, связанных с изучением свойств межконфигурационных переходов РЗИ в кристаллах, не превышало несколько единиц в год. Ситуация кардинально изменилась после обнародования первых результатов исследований твердотельных активных сред - кристаллов LiCaAlF^Ce3*, LiLuF4:Ce3+ и LaF3:Nd3+, и в последующие годы ни одна из конференций, посвященных спектроскопии кристаллов или физике лазеров, не обходилась без докладов, прямо или косвенно затрагивающих вопросы создания новых твердотельных активных сред УФ и ВУФ диапазона спектра. В частности, активизировались экспериментальные и теоретические исследования высокоэнергетичных электронных состояний смешанных конфигураций редкоземельных ионов в широкозонных кристаллах, интенсивно развивалась спектроскопия возбуждённых состояний, совершенствовались методы интерпретации результатов лазерных экспериментов. Кроме того, эти исследования инициировали разработку новых и совершенствование известных технологий выращивания кристаллов высокой химической чистоты и высокого!0Птическош качества, дали старт инновационным проектам в нескольких странах мира и даже побудили одного из ведущих производителей лазерной техники - Компанию Lambda Physik, создать прототип и начать производство перестраиваемого' лазера УФ диапазона спектра на основе кристалла LiCAF:Ce [5]. В настоящее время большинство ведущих лабораторий, занимающихся УФ спектроскопией кристаллических материалов и физикой твердотельных лазеров, имеют в своём распоряжении лазеры на основе активных сред, которые были созданы в результате представляемых в данной диссертации исслё'доЁаний. "

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование межконфигурационных 5d4f~'-4f переходов трёхвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы, позволяет создать высокоэффективные перестраиваемые твердотельные лазеры УФ и ВУФ диапазона спектра.

2. При поиске новых сред: для твердотельных перестраиваемых лазеров УФ диапазона предпочтение следует отдавать:

- диэлектрическим кристаллам с максимально возможной шириной за-

прещённой зоны и малой вероятностью ступенчатой (через промежуточное состояние) ионизации активаторных ионов,

- кристаллам, в которых минимизировано число дефектов кристалличе-

ской решётки, , ; • \

- активированным кристаллам с высокими скоростями процессов реком-

бинации фотоинду цированкых носителей заряда.

3. кристалл 1лСаА1Р6:Се3+ и соактивированный ионами УЪ3+ кристалл ПЬиР^.Се3* являются эффективными активными средами для лазеров и оптических усилителей УФ диапазона, а кристалл ЬаР3:Ш3+- эффективной активной средой ВУФ диапазона.

4. Соакгивация ионами УЬ3+ подавляет процессы соляризации в кристаллах 1лЬир4:Се3+ и существенно улучшает лазерные характеристики активной среды на его основе.

5. На межконфигурационных 5(1-4/ переходах ионов Се3+ в кристаллах 1дСаА1Р6:Се3+ и 1л1л1р4-.Се3+ реализовано эффективное усиление и генерация импульсов УФ лазерного излучения сверхкороткой длительности.

Достоверность положений и результатов диссертации, выносимых на защиту, обеспечена тщательным планированием и постановкой экспериментов, хорошим согласованием теоретических расчетов и экспериментальных результатов, а также подтверждена их многократным воспроизводством в ведущих научно-исследовательских лабораториях и университетах мира.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 66 статьях в журналах и сборниках (из них 33 имеются в перечне ВАК). Общее число работ по теме диссертации, включая опубликованные отчёты, тезисы докладов, заявки на изобретения и патенты, составляет 146 публикаций. Перечень наиболее значимых публикаций по теме диссертации приведён в конце автореферата.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены в виде устных и стендовых докладов на 62 международных, 4 всероссийских и 3 региональных конференциях и симпозиумах: V Международной конференции "Перестраивав-

мые лазеры" (Иркутск, СССР, 1989); IV Всесоюзной конференции «Оптика лазеров» (Ленинград, СССР, 1990); OSA Advanced Solid-State Lasers (Santa Fe, New Mexico, USA,1992; Memphis, Tennesse, USA, 1995; San-Francisko, California, USA, 1996; Orlando, Florida, USA, 1997); Advanced Solid-State Lasers and Compact Blue-Green Lasers (New Orleans, Louisiana, USA, 1993; Salt Lake City, Utah, USA, 1994), 18-th International. Quantum Electronics Conference (Vienna, Austria, 1992);Tenth International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics (Paris, France, 1992); 4-th International Conference on Laser Applications in Life Sciences (Jyvaskyla, Finland, 1992); International Conference "Laser Optics" (S.-Petersburg, Russia, 1993; 2000; 2006); International Conference on Luminescence (Storrs, CT, USA, 1993); International Conference of Lasers and Electro-optics (CLEO) (Baltimore, Maryland, USA, 1993; 1995; 1997; 2001), ( San-Francisko, California, USA, 1994; 1996; 1998; 2000);Fall Meeting of Materials Research Society (Boston, Massachusetts, 1993); XXVII-th Congress Ampere, Magnetic Resonance and Related Phenomena (Kazan, Russia, 1994); International Conference on Ultrafast Phenomena (Dana Point, С A, USA, 1994); Interdisciplinary Laser Science Conference (ILS-X) (Dallas, Texas, 1994);(ILS-XIII) (Long Beach, California, 1997); Conference on Lasers and Electro-optics/Pacific Rim (CLEOPR) (Chiba, Japan 1995; Makuhari, Japan, 1997); International Laser, Lightwave and Microwave Conference (ILLMC'95) (Shanghai, China, 1995); X-XII Feofilov Symposium on Spectroscopy of Crystals Activated by Rare Earth and Transitional ions (S.-Petersburg, Russia, 1995; Kazan, Russia, 2001; Ekaterinburg-Zarechnyi, Russia, 2004; Irkutsk, Russia, 2007); Quantum Electronics and Laser Science Conference (Anaheim, California, USA, 1996); CLEO/Europe' 96 Conference (Hamburg, Germany, 1996); II республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов (Казань, Россия, 1996); Gr-I International Conference on New Laser Technologies and Applications (Ancient Olimpia, Greece, 1997; Patras, Greece, 2002); Fourth International Workshop on Femtosecond Technology FEST '97 (Tsukuba, Japan, 1997); Ultra-fast Optics Conference (IEEE) (Monterey, California, 1997); Photon Echo and Coherent Spectroscopy (PECS'97) (Yoshkar-Ola, Russia, 1997); X симпозиуме по Химии Неорганических Фторидов (Москва, Россия, 1998); International Conference on LASERS'98 (Tucson, AZ, USA, 1998; Albuquerque, NMO, USA, 2000); VIII International Readings on Quantum Optics (IRQO'99) (Kazan, Russia, 1999); Conference sur les propriétés de luminescence des matériaux isolants,organisée par la Société Française du Vide ILUM'99

(Lyon, France, 1999); 10th Recontres Regionales de la Recherche (Grenoble, France, 1999); IX Национальная конференция по росту кристаллов (Москва, Россия, 2000); 4-th and 6-th International Conferences on f-elements (Madrid, Spain, 2000; Wroclaw, Poland, 2006); International Conference on Pulse Laser (Tomsk, Russia, 2001); International Conferences on Dynamical Processes in Excited State in Solids (Lyon, France, 2001; Chrischirch, New Zeland, 2003; Segovia, Spain, 2007); International Quantum Electronics Conferences IQEC-2002 (Moskow, Russia, 2002); Научных конференциях НОЦ КГУ (REC-007) «Материалы и технологии XXI века» (Казань, Россия, 2002-2008); Чтениях им.Е.К.Завойского (Казань, Россия, 2003); US-Russia Partnership Workshop (St.-Peterburg, Russia, 2004); II International Conference "Frontiers of nonlinear physics" FNP'2004 (Nizhny-Novgorod-St.Peterburg, Russia, 2004); VII-XII Международных молодежных научных школах «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, Россия, 2003-2008); Ninth International Conference on Hole Burning, Single Molecule and Related Spectroscopies: Science and Applications (Aussois .France, 2006); XII Conference on Laser Optics, Laser Optics for Young Scientists (LOYS'2006) (St.Peterburg, Russia, 2006); International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO) collocated with International Conference on Lasers, Applications, and Technologies (LAT) (St.Peterburg, Russia, 2005; Minsk, Belarus, 2007).

Личное участие. Диссертация является итогом более 20-летней работы автора и коллектива научно-исследовательской лаборатории радиоспектроскопии й квантовой электроники Казанского государственного университета (НИЛ МРС и КЭ КГУ) по тематике, связанной с использованием межконфигурационных 4f^5d-4f переходов редкоземельных ионов для усиления и генерации лазерного излучения в УФ и ВУФ областях спектра. Наибольший вклад в успешное продвижение исследований по данной тематике внесли, по мнению автора, Дубинский М.А., Наумов А.К., Абдулсаби-ров Р.Ю. и Кораблёва C.JI. Помимо сотрудников КГУ в части работ принимали участие учёные из Греции, Франции, Японии и США. Все участники исследований являются соавторами публикаций по теме диссертации. Личный вклад автора заключается _

• в постановке задач по проблемам преодоления влияния индуцированных излучением накачки динамических процессов в активированных кристал-

H-'/id ¡./¡.Л »:•'•>•;.

лах с целью создания новых эффективных кристаллических активных сред

?//. лм - ■

лазеров УФ и ВУФ диапазонов;

.inidtrst;!-'. f£A "

• в проведении спектроскопических исследований фторидных кристаллов, . пиЖтЙ.И ;

активированных редкоземельными ионами в области их 4f 5d-4f меж-

inut;V;.>i.A

конфигурационных переходов (часть исследований выполнялась совмест-

. v-

но с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С., Марисовым М.А. и Нуртди-tii>!2ttid[jG jj^Qf, л д ( кристаллические образцы для исследований были изготовлены " uduCI.A.M дбдулсабировым Р.Ю. и Кораблёвой С.Л.); '''':'

• в разработке методик лазерно-спектроскопических экспериментов, приве-

лЫгш'сШО СдА , : . „:Ы-г:

денных в диссертации (при постановке методики автор консультировался с

irduCl.A.M дубинским МА „ Наумовым А .К.); " "

i.:;ns2.'7.V ■ ,, l,

• в предложении и реализации кристаллохимического способа подавления

г DC А , ■:.

процессов соляризации фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами и улучшения лазерных характеристик активных сред на 1 f0inJ"'/- их основе (выращивание кристаллов осуществлялось Абдулсабировым £ ,?j>!ooii4 Mfo, Кораблёвой С.Л., Марисовым М.А. и Гордеевым Е.Ю., часть иссле^ ; «1 покта / дований оптических свойств образцов в режиме интенсивного возбужде-sgwsnoM ния проводилась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С. ft1' iwoaiisM Марисовым М.А.);

.mwAmuZ вЩстановке и проведении «pump-probe» экспериментов и экспериментов,-biiJ Мкли i vi направленных на достижение эффекта лазерной генерации, их интернрста-' iduG.A.M дли и обобщении полученных результатов в публикациях (часть «ритр*(; bdA.u/.Я probe» экспериментов проводилось совместно с Наумовым А.К. и Низа* 10Г Ьз1зм мутдиновым А.С., часть исследований лазерных характеристик - совмест-!! 1 ¡mnhmZ нр; ^Наумовым А.К. и Дубинским М.А., при интерпретации результатов , ;, -ioii;lli'«o лазерных тестов автор консультировался с Малкиным Б.З.).

'"^'Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, за- ' кпКОчЫШ, списка наиболее значимых публикаций по теме диссертации и списка цитируемой литературы. Объём диссертации составляет 231 страницу машинописного тщуа^ключая 106 иллюстраций и 9 таблиц. Список наиболее значимых публикаций...

по теме диссертации состоит из 66 наименований, а список цитируемой литературы -из 291 наименования. , .;■■..

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель работы, приводится общее описание работы, положения, выносимые на защиту, сведения об апробации, личный вклад автора, а также краткое содержание диссертации.

В первой части главы 1 приводится обзор и анализ свойств разрешённых-по чётности межконфигурационных 4/~'5<1-4/ переходов трёхвалентных ионов лантаноидов с точки зрения возможности их использования для усиления и генерации вынужденного излучения в УФ и ВУФ диапазонах спектра. В частности, рассматриваются схема электронных состояний трёхвалентных редкоземельных ионов, закономерности её изменения при внедрении ионов в кристаллическую матрицу, вероятности электронных переходов между различными состояниями ионов и переходов с переносом заряда. Обосновывается выбор ионов Се3+, Рг3+ и Ш3+ в качестве наиболее перспективных активаторов широкозонных диэлектрических кристаллов для возбуждения перестраиваемого по частоте вынужденного излучения УФ и ВУФ диапазонов. Приводится информация о структуре энергетических состояний этих ионов в различных кристаллических матрицах.

Во второй части главы 1 анализируется влияние индуцированных, излучением накачки фотодинамических процессов (ФДП) в активированных кристаллах на возможность получения на 4/~!5с1-4/ межконфигурационных переходах ионов лантаноидов стимулированного УФ и ВУФ излучения. На примере ионов Се3' в диэлектрических кристаллах показано, что причиной возникновения ФДП, препятствующих эффективной лазерной генерации на его 5с1-4/переходах, является ступенчатая, через промежуточное возбуждённое состояние, двухфотонная ионизация активаторных ионов. Рассматривается модель индуцированных излучением возбуждения процессов в церий-активированных материалах, включающая в себя поглощение из возбуждённых 5с1-состояний ионов Се3+ излучения накачки и излучения лазерной генерации, изменение валентности активаторных ионов, образование, накопление и деструкцию цен-

тров окраски. Продемонстрировано, что наряду с объективными факторами, одной из основных причин, определяющих отсутствие успеха при попытках реализовать эффект УФ лазерной генерации, является недостаточный учёт последствий ФДП при проведении исследований. Предлагается скорректировать методики проведения л а-' '• зерных тестов и «ритр-ргоЬе»-экспериментов при работе с твердотельными УФ ак-,, . тивными средами.

Сформулированы критерии, которыми следует руководствоваться при поисковых исследованиях новых активных материалов для УФ/ВУФ твердотельных лазеров. В частности, предлагается осуществлять лазерные тесты новых перспективных активных сред, начиная с максимально допустимых скоростей накачки, с тем, чтобы преодолеть область энергий возбуждения, в которой, лазерная генерация может оказаться нестабильной или вообще не может быть получена.из-^а. процессов образования и накопления центров окраски. Установлено,,что при поиске новых УФ/ВУФ активных сред предпочтение следует, .отдавать днэлешричсским кристаллам с максимально возможной шириной запрещённой зоны н малой вероятностью ступенчатой (через промежуточное состояние) ионизации активаторных ионов. Следующим по значимости критерием является малое число образующихся при выращивании кристаллов дефектов кристаллической решётки и высокие скорости рекомбинации свободных зарядов.

Последующие главы диссертации на конкретных примерах демонстрируют обоснованность, сделанных а ГлЛ, выведет и результативность предлагаемых методов- ■

Так глава 2 посвящена исследованию оптических и лазерных свойств кристалла 1ЛСаА1Р6:Се3+ (УСАР:Се), обладающего, по некоторым данным, наибольшей шириной запрещённой зоны среди известных материалов и связанной с этим низкой вероятностью фотоионизации ионов Се3+. Указывается, что особый интерес к этому кристаллу продиктован возможностью осуществлять его накачку излучением четвёртой гармоники лазера на УАСг.Ш и тем самым1 -реализовать практически ценную " ■ цельнотвердотельную лазерную систему, генерирующую перестраиваемое когерентное излучение в УФ диапазоне спектра.

В начале главы рассматриваются вопросы, связанные с активацией этих кристаллов трёхвалентными редкоземельными ионами, для которых кристаллическая матрица кольквиирита (1ЛСаА1Р6) не имеет изоморфной катионной позиции. Приводятся модели примесных центров, образованных этими ионами, и обсуждаются особенности спектрально-кинетических характеристик ионов Се3+ в этих кристаллах. В частности, показано, что при активации кристаллов кольквиирита ионами Се3+ образуется ;три основных структурно-неэквивалентных аюгиваторных центра, обменивающихся друг с другом энергией возбуждения и отличающихся спектрами люминесценции. Реализован новый метод разделения сложных спектров люминесценции,

1,0-

о 0,5 ■

0,0

LiCAF.Ce X =290 нм

ген

Диф.КГТД = 43%

290 300 310 Длина волны, ни

Энергия накачки, мДж Рис.1 Зависимость энергии излучения лазерной генерации на кристалле ЫСАР'.Се от энергии накачки при оптимальном коэффициенте отражения выходного зеркала (а). На вставке (б) приведён диапазон перестройки лазера на кристалле 1ЛСАБ:Се при энергии накачки на \=266 нм, равной -50 мДж. Т-ЗОО К

представляющих собой сумму широких перекрывающихся полос, принадлежащих разным типам активаторных центров. Определены индивидуальные спектры люминесценции каждого из трёх типов обнаруженных цериевых центров, определены их

веса в суммарном спектре люминесценции кристалла LiCAF:Ce. Показано, что спектрально-кинетические характеристики кристаллов LICAF:Ce могут быть изменены кристаллохимическим путём.

Далее приводятся результаты исследований усилительных характеристик кристаллов LiCAF:Ce, которые показывают, что этот кристалл обладает уникальной фотохимической устойчивостью по отношению к УФ излучению накачки, характеризуется высокими сечениями вынужденных переходов и способен усиливать УФ излучение в области длин волн 280-330 нм.

В конце главы 2 приводятся результаты исследования лазерных характеристик кристалла LiCAF:Ce при его накачке излучением четвертой гармоники лазера на YAG:Nd. Анализируются факторы, ограничивающие его энергетические характеристики. Показано, что кристаллохимическим путём удаётся достигнуть дифференциального КПД лазерной генерации =43% и осуществить перестройку частоты генерируемого излучения в области 280-317 нм (рис.1).

В главе 3 рассматриваются вопросы влияния химического состава матрицы на спектроскопические, фотохимические и лазерные характеристики кристаллов двойных фторидов структуры шеелита - LiMeF^Ce3*, где Me=Y и Lu.

Показано, что переход от кристаллов LiYF4:Ce3+ (YLF:Ce) к кристаллам LiLuF4:Ce3+ (LLF:Ce) не приводит к значительным изменениям в спектрах поглощения и люминесценции ионов, но позволяет существенно улучшить спектрально-люминесцентные характеристики 5d-4f переходов ионов Се3+ и улучшить фотохимическую устойчивость кристаллов по отношению к резонансному 4f-5d переходам ионов Се3+ УФ излучению накачки. В частности, установлено, что при возбуждении в области длин волн 213-290 нм квантовый выход 5d-4f люминесценции ионов Се3+ в кристалле LLF оказывается вдвое выше, чем в YLF, и это сказывается впоследствии на усилительных и лазерных характеристиках этих материалов.

Приводятся результаты исследований кинетик 5d-4f люминесценции ионов Се3+ в этих кристаллах при различных условиях возбуждения, и на их основе объясняются причины наблюдаемых отличий в квантовых выходах люминесценции и различной фотохимической устойчивости этих кристаллов по отношению интенсивному УФ излучению накачки.

Далее описан механизм предложенного и успешно реализованного кристалло-химического способа подавления процессов соляризации УФ активных сред излучением накачки, заключающегося в соактивации кристаллов ионами, которые вследствие своих физико-химических свойств могут создать дополнительные каналы рекомбинации индуцированных свободных зарядов обоих знаков, конкурирующие с процессами их захвата ловушками. Обоснован выбор в качестве одного из таких ионов-ингибиторов трёхвалентного иона УЪ3+. Показана эффективность такого выбора и определена оптимальная концентрация ионов УЬ3*.

Приведены результаты исследований нелинейного поглощения излучения накачки в кристаллах УЬР;Се и ИР.Се. На основании этих данных и данных спектрально-кинетических исследований установлено, что ионы 1_и3+ способствуют рекомбинации индуцированных излучением накачки свободных носителей заряда и обеспечивают тем самым эффективную «подпитку» 5¿/-состояний ионов Се3+, тогда как в кристаллах УЬР:Се энергия накачки накапливается в виде светосуммы на дефектах кристаллической решётки, порождая центры окраски.

В конце главы 3 приводятся результаты исследования усилительных характеристик кристаллов Шг:Се, У1*Р:Се, а также ЫЛ^Се, соактивированных ионами УЬ3+. Показано, что доминирующим среди индуцированных излучением накачки потерь в области длин волн 5(1-4 Г люминес-. цешши ионов Се3+ является поглощение центров окраски, а не поглощение из возбуждённых 5(1-состояний ионов Се3+. Продемонстрирована эффективность кристаллохимического метода для уменьшения этих потерь.

Энергия накачки, мДж

Рис.2; Зависимость энергии лазерной генерации с длиной волны 309-311 им от энергии излучения накачки для активных сред 1-ЛУр4:Се3+, ИШ^Се3* и ТлЬио.99УЪо.о]Р4:Се3+, помещённых в оптимизированный лазерный резонатор

Определены основные параметры, от которых зависят усилительные характеристики исследуемых кристаллов.

В заключение главы приведены результаты сравнительных исследований кристаллов 1Л\Т4:Се3+, LiLuF4-.Ce3* и LiLu1.xYbxF4-.Ce3* (х = 0, 1, 5 и 10 ат.%) в режиме лазерной генерации при их накачке излучением эксимерного КгР-лазера. Показано, что максимальный диапазон перестройки длины волны генерации реализуется в лазере на основе кристалла ЕЕР:Се и составляет 304-333 нм. Продемонстрировано, что при соактивации кристаллов LLF:Ce ионами УЪ3+ в концентрации 1 ат.% дифференциальный КПД лазерной генерации в неселективном резонаторе достигает рекорднс^ го числа для активных сред, использующих в качестве рабочих лазерных переходов 5<1-4/межконфигурационные переходы РЗИ в кристаллах, равного 62% (рис.2).

Кроме того, приводится описание нового метода определения коэффициента динамических внутрирезонаторных потерь непосредственно в условиях лазерной генерации. Показано, что лазерные тесты могут служить не только для демонстрации , лазерных возможностей активной среды, но и в качестве мощного исследовательского инструмента для определения параметров, от которых зависят лазерные характеристики активных сред (включая параметры индуцированных накачкой ФДП). Представлены результаты оценок значений этих параметров.

В главе 4 приводятся результаты исследований возможности создания перестраиваемых УФ и ВУФ лазеров на основе межконфигурационных 5с14/'>-4/ переходов ионов Се3*, Рг3+ и Ш3+ в кристаллах LiYF4 (YLF) и LiLuF4(LLF) с использованием

Ч':

апконверсионной накачки.

В начале главы обсуждаются основные идеи и формулируются критерии выбора схемы апконверсионной накачки состояний смешанной 4/~!5с1' конфигурации этих ионов. Далее приводятся результаты исследования спектрально-кинетических и усилительных характеристик кристаллов УЕБ и ЬЬР, активированных ионами Ш3+ при апконверсионном возбуждении излучением второй и третьей гармоники лазера на УЛС:Ш. Показано, что значения параметров переходов таковы, что наблюдение оптического усиления на 4/5с1-4/ переходах ионов Ш3+ в этих кристаллах при данной схеме апконверсионного возбуждения маловероятно.

В следующих параграфах главы рассматриваются вопросы получения вынужденного излучения на межконфигурационных 4р<1-4/ переходах ионов Рг3+ в кристаллах УЪИ и 1ХР как в случае резонансного, так и апконверсионного способа создания инверсной населённости состояний 4Г5с)-конфигурации активаторного иона. Показано, что из-за сильной соляризации кристаллов, активированных ионами Рг3+ УФ излучением возбуждения, наиболее перспективным с точки зрения осуществления эффекта лазерной генерации, представля-. ется способ апконверсионной накачки. Обсуждаются несколько схем такой накачки, приводятся результаты исследований спектрально-кинетических характеристик, а также результаты исследований оптических

свойств возбуждённых кристаллов УЪР:Рг и ШР:Рг. Показано,

и

Е

О X

а о,2 -I

.=157 нм

Энергия излучения накачки, мДж Рис.3 Зависимость энергии лазерной генерации от энергии накачки лазера на ЬаР3:Ш3+. Т=300 К

X = 325 нм

ч а)

х о,в

о г да

2 0.4 Н

М - 2.9 пс

что основным фактором, препятствующим возбуждению стимулированного УФ излучения на межконфигурационных переходах ионов Ргт в кристаллах двойных фторидов со структурой шеелита, оказывается поглощение из возбуждённого состояния ^¿/-конфигурации.

В заключение главы рассматривается возможность осуществления лазерной генерации на межконфигурационных 5(1-4/ переходах ионов Се3+ с использованием апконверсионных схем накачки. Приводятся результаты спек-

Время, пс

Рис.4. Временной профиль усиленного импульса с длиной волны 325 нм и длительностью -2.9 пс на выходе из многопроходного оптического усилителя на кристалле 1ХР:Се

I is

I

l трально-кинетических исследований и pump-probe экспериментов кристаллов LLF с

J двойной активацией ионами Рг3+ и Се3*. Показано, что при использовании ионов PrJ+

в качестве сенсибилизатора такой лазер может быть создан при условии повышения концентрации примесных ионов в кристаллах LLF.

Глава 5 посвящена исследованиям лазерных характеристик первого в мире твердотельного лазера ВУФ диапазона с оптической накачкой. В качестве активной среды этого лазера использовался кристалл LaFj:Nd3+, а в качестве рабочих лазерных переходов - межконфигурационные 5d4f -4/ переходы ионов Nd3+. Показано, что при накачке этого кристалла излучением импульсного F2-лазера (1=157 нм) дифференциальный КПД лазерной генерации с длиной волны 172 нм составил 21 % (рис.3).

В главе б рассматриваются аспекты практического применения исследованных твердотельных активных сред в качестве усилителей и генераторов импульсов УФ излучения ультракороткой длительности. В первой части главы показана перспективность использования таких сред для усиления импульсов УФ излучения длительностью несколько пикосекунд и генерации одиночных импульсов или цуга импульсов субнаносекундной длительности (рис.4 и рис.5).

Во второй части приводятся результаты экспериментов, направленных на получение перестраиваемого лазерного излучения в области длин волн 223-232 нм путём использования техники нелинейного суммирования частот излучения твердотельных лазеров УФ диапазона спектра. Кроме этого, приводятся некоторые альтернативные используемым ранее способы накачки твердотельных активных сред УФ диапазона.

и 20- 1

0 1 i

Время, £» О , , , 1 — т

60- Т = 7.4 не

80- /V

Длина волны, нм

Рис.5. Спектральный и временной профили импульсов вынужденного излучения с длиной волны 289 нм, полученного с помощью лазера на основе кристалла 1лСАР:Се. Длительность импульсов в цуге ~ 600 пс

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

Наиболее существенные результаты диссертации заключаются в следующем:

- Показана возможность создания высокоэффективных перестраиваемых твердотельных лазеров УФ и ВУФ диапазонов спектра на основе межконфигурационных 5(34/''-4/ переходов трёхвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы.

- Проанализировано влияние индуцированных излучением накачки фотодинамических процессов на возможность оптического усиления излучения УФ и ВУФ диапазонов и достижения эффекта УФ и ВУФ лазерной генерации на 4/'15<1-4/ межконфигурационных переходах ионов лантаноидов в кристаллах. Установлены ключевые факторы этих процессов, сформулированы критерии отбора активированных материалов, и разработаны рекомендации, которыми следует руководствоваться при поисковых исследованиях новых активных кристаллических сред для УФ/ВУФ твердотельных лазеров. : ;

- Впервые обнаружены и комплексно исследованы две новые, обладающие наибольшей эффективностью среди существующих, активные среды для устройств квантовой электроники УФ диапазона на основе кристаллов УСаА1Р6:Се3+ и LiLuF4-.Ce3*.

- Впервые реализован твердотельный лазер ВУФ диапазона с оптической накачкой на основе кристалла LaFз:Nd3+.

- Впервые показана перспективность использования обнаруженных твердотельных УФ активных сред для усиления импульсов УФ излучения длительностью несколько пикосекунд и генерации одиночных импульсов или цуга импульсов субнаносекундной длительности.

- Предложен и реализован кристаллохимический метод подавления процессов соляризации твердотельных УФ активных сред, имеющих место при их накачке, и с его помощью достигнут рекордный, близкий к теоретиче-

скому пределу дифференциальный КПД УФ лазерной генерации на кристалле LiLuo.99Ybo.oiF4:Ce3+, составивший 62%.

- Разработан новый метод исследования динамических процессов, протекающих в активных средах в режиме лазерной генерации. В частности, разработана методика определения внутрирезонаторных потерь, нелинейным образом зависящих от энергии накачки, энергии лазерной генерации и времени.

Приведенные в данной работе результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

- Использование 5d4f~'-4f переходов трёхвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы, является перспективным направлением развития квантовой электроники и фотоники УФ и ВУФ диапазонов.

- Предложенные и апробированные в работе физические принципы управления фотоиндуцированными процессами в активированных кристаллах, позволяют создавать новые материалы с прогнозируемыми свойствами.

- Учет фотодинамических процессов в кристаллических активных средах обуславливает необходимость пересмотра методик проведения экспериментов, направленных на достижение и характеризацию эффекта лазерной генерации в УФ и ВУФ диапазонах.

Список цитируемой литературы

1. Приоритетные направления развития науки, технологий и техники Российской Федерации: Утв. Президентом РФ 21 мая 2006 г., Пр-843.) [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.extech.ru/s_e/mm_s/prior/razv_sci.php, http://www.sci-innov.ru/docs/97/, свободный.

2. Критические технологии Российской Федерации (Распоряжение Правительства РФ от 25 августа 2008 г.) [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.rfbr.ru/pics/28896ref/file.pdf, свободный.

3. Solid-state lasers and applications / A.Sennaroglu (editor). - Boca Raton, FL, USA: CRC Press Taylor &Frencis Group, 2007. - 511 p.

4. Шен, И.Р. Принципы нелинейной оптики / И.Р.Шен. - М.: Наука, 1989. - 560 с.

5. Genter, P. Tunable 1 Khz Ce:LiCAF Laser, pumped by StarLine™ ат 266 nm / P.Genter, S.Gobvorkov, U.Stamm, W.Zschocke, D.basting //' A publication by LambdaPhysik. - 1997.-Sci.Rep;Ni8!-P.l-2. "

Список наиболее значимых публикаций по теме диссертации

A1 Kollia, Z. On the 4f5d-4f intercpnfigurational transitions of Nd3+ in K2YF5 and L1YF4 (YLF) crystal hosts / Z.Koilia, E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, A.K.Naumov, V.V.Semashko, R.Yu.Abduisabiroy, S.L.Korabjleya // Opt. Сорил,- 1998. - V.149. -P.386-392.

A2 Kollia, Z. Vacuum-Ultraviolet Interconfigurational 4/-4f5d absorption and emission studies of the Nd3+ ions in KYF, YF and YLF Crystal Hosts / Z.Koilia, E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, C.A.Nicolaides, A.K.Naumov, V.V.Semashko, R.Yu Abdulsabirov, S.L.Korableva,. M.A.Dubinskii // J. Opt.Soc.Am. B. - 1995. -V. 12, N5. - P.782-786.

A3 Sarantopoulou, E. VUV and UV Fluorescence and Absorption.(Styd^es of Nd3+ and Ho3+ Ions in LiYF4 Single Crystals / E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko II Opt.Comm. -1994,-V. 107.- P. 104-110. " ""

A4 Sarantopoulou, E. VUV and UV Fluorescence and Absorption Studies of Pr^-doped LiLuF4 Single Crystals. / E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, and V.V.Semashko // Optics Lett. - 1994. - V. 19, N7. - P.499-501.

s

A5 Sarantopoulou, E. VUV and UV Fluorescence and Absorption Studies of Tb3+ and Tm3+ trivalent ions in LiYF4 Single Crystal Hosts / E. Sarantopoulou, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, Z.Koilia and C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, and V.V.Semashko // J. Mod.Opt. - 1994. - V.41, N4. - P.767-775.

A6 Sarantopoulou, E. Vacuum Ultraviolet and Ultraviolet Fluorescence and Absorption Studies of

Er3' -doped LiLuF4 Single Crystals / E.Sarantopoulou, Z.Koilia, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva,

A.K.Naumov, and V.V.Semashko // Appl.Phys.Lett. - 1994. - V.65, N7. - P.813-817.

A7 Sarantopoulou, E. On the VUV and UV 4f(8s)5d-4f interconfigurational transitions of Tb3+ ions in LiLuF4 single crystal host / E.Sarantopoulou, Z. Kollia, A. C.Cefalas, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva // Opt.Comm. -1998. - V.156. -P.101-111.

A8 Sarantopoulou, E. Crystal field splitting of the 4fSd electronic configuration of Pr3+ ions in wide band gap fluoride dielectric crystals. / E. Sarantopoulou, Z. Kollia A. C. Cefalas, V. V. Semashko, R. Yu. Abdulsabirov, A.K. Naumov, S. L. Korableva, T. Szczurek, S. Kobe, P. J.McGuiness. // Opt.Comm. - 2002. - V.208 - P.345-358.

A9 Dubinskii, M.A. On the interconfigurational 4f5d-4f VUV and UV fluorescence features of Nd3+ in LiYF4 (YLF) single crystals under F2 laser pumping / M.A.Dubinskii, A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko// Opt.Comm. - 1992. - V.94.N1-3. - P.115-118.

A10 Dubinskii, M.A A New Active Medium for a Tunable Solid-State UV Laser with an Excimer Pump / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Laser Physics - 1994. - N4/3. - P.480-484.

A11 Семашко, B.B. Проблемы поиска новых твердотельных активных сред ультрафиолетового и вакуумно-ультрафиолетового диапазонов спектра: роль фотодинамических процессов / В.В.Семашко // ФТТ. - 2005. - Т.47, N5. - С.1450-1454.

А12 Dubinskii, M.A. Spectroscopic Analogy Approach in Selective Search for New Ce3+-Activated All-Solid-State Tunable UV Laser Materials / M.A. Dubinskii, K.L. Schepler, V.V. Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva !i J. Mod. Opt. - 1998. - V.45, N2. - P.221-226.

A13 Dubinskii, M.A. Spectroscopy of a new active medium of a solid-state UV laser with broadband single-pass gain / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Laser Physics. - 1993. - V.3, N1. - P.216-217.

A14 Abdulsabirov, R.Yu. Crystal Growth, EPR and site-selective laser spectroscopy of Gd3+ -activated LiCaAlF6 single crystals. / R.Yu.Abdulsabirov, M.A.Dubinskii,

S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko, V.G.Stepanov, M.S.Zhuchkov. // J. of Lum. -2001. -V. 94-95. - P.l 13-117.

A15 Semashko, V.V. Investigation of Multisite Activation in LiCaAlF6:Ce3+ Single Crystal Using Stimulated Quenching of Luminescence Technique / V.V.Semashko, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva, N.K.Sherbakova, A.E.Klimovitskii//Laser Physics - 1995. - V.5, N1. - P.69-72.

A16 Dubinskii, M.A. Ce3+-doped colquiriite a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva II J.Mod.Opt. - 1993. - V.40,N1,- P.l-5.

A17 Laroche, M. Beneficial effect of Lu3+ and Yb3+ ions in UV laser materials / M.Laroche, S.Girard., R.Moncourge, M.Bettinelli, R.Abdulsabirov, V.Semashko // Opt. Materials - 2003.-V.22, N2 - P. 147-154.

A18 Апаев, P.A. Межконфигурационные -{/"-¿¿-переходы иона Ce3+ в кристалле LiYF4 / Р.А.Апаев, М.В.Еремин, А.К.Наумов, В.В.Семашко, Р.ЮЛбдулсабиров, С.Л.Кораблёва // Оптика и Спектроскопия. - 1998. - T.84, "' .Vs5. - С.816-818. > '

А19 Низамутдинов, А.С. Спектральные характеристики твердых растворов LiY,. xLuxF4, активированных ионами Се3+. / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Л.А.Нуртдинова, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблёва, В.Н. Ефимов///ФТТ.-2008.-Т. 50, №9.-С. 1585-1588.

■ ' ■ ■ ■■;.

А20 Марисов, М.А. Спектрально-кинетические характеристики ионов Се в кристаллах двойных фторидов со структурой шеелита. / М.А.Марисов, А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.КораблВва. // ФТТ. -2005. -Т.47, N5. -С.1406-1408

А21 Nizamutdinov, A.S. Optical and gain properties of series of crystals LiF-YF3-LuF3 doped with Ce3+ and Yb3+ ions / A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko, A.K. Naumov, S.L. Korableva, R.Yu. Abdulsabirov, A.N. Polivin, M.A. Marisov // J. of Lum. 2007.-V.127.N1.-P.71-75.

A22 Низамутдинов, А.С. Исследование фотодинамических процессов в кристаллах CaF2, активированных ионами Се3+ и Yb3+ / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко,

A.K.HayMOB, P.IO.A6ayjica6npoB, C.JI.KopaôjiëBa, M.A.MapiicoB // OTT. - 2005. -T.47, N5.-C.1403-1405.

A23 Sarakura, N. Ce3+:LuLiF4 as a Broad Band Ultraviolet Amplification Medium / N.Sarukura, Z.Liu and Y.Segawa, K.Edamatsu, Y.Suzuki and T.Itoh, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Opt.Lett. -1995. - V.20, N3. - P.294-297.

A24 Dubinskii, M.A On the possibility of ultraviolet lasing on f-f transitions in Nd3+ ion. / M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L Korableva., A.K.Naumov, V.V.Semashko // Laser Physics. - 1992. - V.2, N3. - P.239-240.

A25 Dubinskii, M.A. Efficient LaF3:Nd3+-based vacuum-ultraviolet laser at 172 nm / M.A.Dubinskii, A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, V.V.Semashko II J.Opt.Soc.Am.B.- 1992. - V.9, N6. - P. 1148-1150.

A26 Nikolas, S. 4f to 4f5d excited state absorption in Pr3+-doped crystals. / S. Nicolas, E. Descroix, Y. Guyot, M.-F. Joubert, R. Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, A. K. Naumov and V. V. Semashko // Opt. Mat. - 2001. - V.16. - P.233-242.

A27 Nicolas, S. Potentiality of Pr3*- and Pr^+Ce^-doped crystals for tunable UV upcon-version lasers / S. Nicolas, E. Descroix, M.F. Joubert, Y. Guyot, M. Laroche, R. Moncorge, R.Y. Abdulsabirov, A.K. Naumov, V.V. Semashko, A.M. Tkachuk, M. Malinowski. II Opt.Mat. - 2003. - V.22, N2. - P.139-146.

A28 Sarukura, N. Ce3+ Activated Fluoride Crystals as Prospective Active Media for Widely Tunable Ultraviolet Ultrafast Lasers with direct 10-nsec Pumping / N.Sarukura, M.A.Dubinskii, Z.Liu, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, K.Edamatsu, Y.Suzuki, T.Itoh, and Y.Segawa // IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics - 1995. - V.l, N.3. - P. 792-804.

A29 Sarukura, N. Ultraviolet short pulses from an all-solid-state Ce:LiCAF master-oscillator-power amplifier system. / N.Sarukura, Z.Liu, H.Ohtake, Y.Segawa, M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov // Opt.Lett. - 1997. - V.22, N.13. - P.994-996.

A30 Sarukura, N. Direct Passive Subnanosecond-Pulse Train Generation from a Self-Injection-Seeded Ultraviolet Solid-State Laser / N.Sarukura, Z.Liu, Y.Segawa,

V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Opt.Lett. - 1995. - V.20, N.6. - P.599-602.

A31 Liu, Z. Subnanosecond tunable ultraviolet pulse generation from a low-Q, short-cavity Ce:LiCAF laser / Z.Liu, H. Ohtake, N.Sarukura, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko //.Jpn. J. Appl. Phys. - 1997. - V.36. - L1384-L1386.

A32 Sarukura, N. Ultraviolet subnanosecond pulse train generation from an all-solid state Ce:LiCAF laser / N.Sarukura, Z.Liu and Y.Segavva, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Appl.Phys.Let(. - 1995. -V.67. N.5. - P.602-604.

v A33 Liu, Z. Tunable Ultraviolet Short-Pulse Generation from a Ce: LiCaAF Amplifier :, / System and Its Sum-Frequency Mixing with a Nd:YAG Laser / Z.Liu, N.Sarukura, M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva and R.Yu. Abdulsabi-rov // Jpn. J. Appl. Phys. - 1998. - V.37. - L36-L38.

A34 Kolia, Z. 4/ - 4f5d interconfigurational transitions ofNd3+ ions in LiCaAlF6 single crystal / Z.Kollia, E.Sarantapoulou, A.C.Cefalas, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, V.V.Semashko // Proc. SPIE of Second GR-I International Conference on New Laser Technologies and Applications / Paolo Di Lazzaro, eds. -1997. -V.3423. - P.242-246.

A35 Cefalas, A.C. VUV spectroscopy of nominally pure and rare-earth ions doped Li-CaAlF6 single crystals as promising materials for 157 nm photolithography / A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, Z.Kollia, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Proc. SPIE of XI Feofilov Symp. On Spectroscopy of Crystals Activated by Rare-Earth and Transition Metal Ions (Kazan, Russia, Sep. 24-28, 2001) / A.A.Kaplynskii, B.Z.Malkin, S.l.Nikitin eds. - 2001. - V.4766. -P.171-178.

A36 Dubirtskii, M.A. Spectroscopy of a new active medium of a solid-state UV laser with broadband single-pass gain / M.A. Dubinskii, V.V.Semashko, A.K. Naumov, R. Yu.Abdulsabirov, S.L. Korableva // Selected Papers on Tunable Solid-State Lasers / V. V. Ter-Mikirtychev, eds. - Milestone Series, MS173,2003. - P.459-461.

А37 Dubinskii, M.A. Ce3+-doped colquiriite: a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser / M.A. Dubinskii, V.V.Semashko, A.K. Naumov, R. Yu.Abdulsabirov, S.L. Korableva // Selected Papers on Tunable Solid-State Lasers / V. V. Ter-Mikirtychev, eds. - Milestone Series, MS173,2003. - P.461-466.

A38 Dubinskii, M.A. Active Medium for All-Solid-State Tunable UV Laser / M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Proc. OSA on Advanced Solid-State Lasers, New Orleans, Louisiana, USA, Feb. 1-4, 1993 / A.Pinto and T.Fan, eds. - Washington, DC: OSA, 1993. - V.15. - P.195-198.

A39 Dubinskii, M.A. Some restrictions in obtaining UV-lasing from high-lying ^/-levels of Nd3+ in crystals / Dubinskii M.A., Abdulsabirov R.Yu., Korableva S.L., Naumov A.K., Semashko V.V. // OSA Proc. on Advanced Solid-State Lasers, Santa Fe, New Mexico, USA, Feb. 17-19,1992 / L.L.Chase and A.A.Pinto, eds. - Washington, DC: Optical Society of America, 1992. - V.13. - P.250-253.

A40 Abdulsabirov, R.Yu. Laser-related spectroscopy of KY3.xYbxFio:Ce3+ crystals / R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, M.A.Marisov, A.K.Naumov, A.S.Nizamutdinov, V.V.Semashko // Proc. SPIE International Conference on Lasers, Applications, and Technologies 2005: Advanced Lasers and Systems / G.Huber, V.Y.Panchenko, I.A. Scherbakov, eds. - 2006,- V.6054. - P.172-179.

A41 Nizamutdinov, A.S. Photodynamic processes in Ce+Yb:CaF2 crystals investigation / A.S.Nizamutdinov, V.V.Semashko, A. K. Naumov, R.Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, M.A.Marisov // Proc. SPIE Proc.of Int. Reading on Quantum Opt.(IRQO'03) - 2004. - V.5402. -P.412-420.

A42 Semashko, V.V. Photodynamic nonlinear processes in UV solid state active media and approaches to improving material laser performance / V.V.Semashko, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, A.S.Nizamutdinov, M.S.Zhuchkov // Proc. SPIE of XI Feofilov Symp. On Spectroscopy of Crystals Activated by Rare-Earth and Transition Metal Ions (Kazan, Russia, Sep. 24-28,2001) / A.A.Kaplynskii, B.Z.Malkin, S.I.Nikitin eds. - 2001. - V.4766. -P.l 19-126.

A43 Абдулсабиров, Р.Ю. Экспериментальная установка для разработки и совершенствования технологии выращивания фторидных кристаллов с целью примене-

ния их в качестве активных сред перестраиваемых УФ и ВУФ лазеров. Этап 2001 г. «Комплексные исследования кристаллов кольквиирита с целью повышения характеристик УФ перестраиваемых лазеров на их основе» / Р.Ю.Абдулсабиров, В.В.Семашко, С.Л.Кораблёвэ, А.К.Наумов // Отчеты АН РТ: Фундаментальные науки, часть II, Направления 5-9: сб.ст. - Казань, Из-во АНТ «ФЭН», 2003. - С.261-262.

А44 Semashko, V.V. The Excited State Absorption from the id-States of Ce3+ Ions in Li-CaAlF6 Ciystals / V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, B.M.Galjautdinov, A.C.Cefalas, Z.Kollia, E.Sarantopoulou II Proc. of SPIE, Photon Echo and Coherent Spectroscopy'97 (29 June-4 July 1997, Yoshkar-Ola, Russia) -1997-V.3239.-P. 240-245.

A45 Dubinskii, M.A. Toward the Understanding of the Physically-Limited Operation of LiCAF:Ce Tunable Solid-State Laser / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // OSA Proc. on Adv. Solid-State Lasers, 1994 / T.Fan and B.Chai, eds. - Washington, DC: OSA, 1994. - V.20 - P. 222-226.

A46 Dubinskii, M.A. Toward the Understanding of the Physically-Limited Operation of LiCAF:Ce Tunable Solid-State Laser / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko,

A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Advanced Solid-State Lasers and Compact Blue-Green Lasers 1994: Technical Digest. - Washington, DC: OSA , 1994. - ATuC8, P.168-170.

A47 Абдулсабиров, Р.Ю. LiCaAlFi:Ce3f новая практически значимая активная среда для УФ-лазеров / Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблёва, А.К.Наумов,

B.В.Семашко // IX Национальная конференция по росту кристаллов, Москва, ИКРАН 16-20 оюг. 2000 г.: Тезисы докладов.-М:ИК РАН, 2000.-С.310.

А48 «Способ повышения коэффициента вхождения редкоземельных ионов церие-вой подгруппы в кристаллах двойных фторидов структуры шеелита». Заявка №2007144898/20(049192). Заявитель: ГУВПО Казанский государственный университет. Авторский состав: С.Л.Кораблёва, . А.К.Наумов, В.В.Семашко, В.Н.Ефимов, А.С.Низамутдинов. - .....

A49 Semashko, V.V. Regarding the possibilities of upconversion UV and VUV lasers based on 5d-4f transitions of rare earth ions in wide band gap dielectric crystals / V. V. Semashko, M. F. Joubert, E. Descroix, S. Nicolas, R. Yu. Abdulsabirov, A. K. Naumov, S. L. Korableva, A. C. Cefalas// Proc. of SPIE of Int.Readings on Quantum Optics (Kazan, Russia, Oct. 27,1999) - 2000. - V. 4061. - P. 306-316.

A50 Semashko, V.V. Anti-solarant co-doping of Ce-activated tunable UV laser materials. / V. V. Semashko, B. M. Galyautdinov, M. A. Dubinskii, R. Yu.Abdulsabirov, A. K. Naumov, S. L. Korableva. / Proc. of the International Conference on LASERS 2000 (Albuquerque, NM, Dec. 4 -8, 2000) - McLean, VA, STS Press. - 2001. - P. 668 -674.

A51 Semashko, V.V. Laser tests as a tool for studying photodynamic processes in UV active media /-V.V.Semashko; A.K.Naumov, A.S.Nizamutdinov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // SPIE Proc. Of Int. Reading on Quantum Opt., IRQO'03.- 2004-V.5402 - P.421-429.

A52 Semashko, V.V. Laser properties of the excimer-pumped photochemically stabilized Ce3+:LiLuF4 tunable UV active material. / V.V.Semashko, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva, P. Misra, C. Haridas // Proc. of the Int. Conf. on LASERS 2000 (Albuquerque, NM, Dec. 4 - 8, 2000) - McLean, VA, STS Press, 2001. - P. 675-678.

A53 Semashko, V.V. Concept of up-conversionaly pumped UV tunable laser based on 5d-4f interconfigurational transitions of Ce3+ and Pr3+ ions in YLF and LiLuF4 single crystals / V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Invited report on CELO'04 US-Russia Partnership Workshop, S.-Peterburg, June 7-12, 2004.: Agenda and abstracts. - S.-Peterburg, 2004. - P.32.

A54 Nicolas, S. Spectroscopic de l'ion Pr3+ dans LiLuF4 /, Y. Guyot, V. V. Semashko, R. Yu. Abdulsabirov, E. Descroix and M. F. Joubert // Supplement a la revue "Le Vide: science, technique et application" Sep. 1999: Rencontre Int.Conf.Lum. (ILUM'99), (9-10 Septembre 1999 a Lyon)-1999. - P.l 11-114.

A55 Cefalas, A.C. On the Development of New VUV and UV Solid-State Laser Sources for Photochemical Applications / A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, E.Sarantopoulou,

R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko, C.A.Nicolaides // Laser Chemistry - 1993. - V. 13.-P. 143-150.

A56 Sarukura, N. Ce3+:LÎLuF4 as an Excimer-Laser-Pumped Ultraviolet Tunable Solid-State-Amplifier / N.Sarukura, Z.Liu, Y.Segawa, K.Edamatsu, Y.Suzuki, T.Iton, V.V.Semashko, A.K. Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov and M.A.Dubinskii // OSA Proc. on Adv. Solid-State Lasers / T.Fan and B.Chai, eds. -Washington, DC: OSA, 1994. - V.20 - P.395-399.

A57 Sarukura, N. Ultraviolet Picosecond-Pulse Amplification in a New Solid-State-Laser Medium: Ce3+:LuLiF4 / N.Sarukura, Z.Liu and Y.Segawa, K.Edamatsu, Y.Suzuki and T.Itoh, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Ultrafast Phenomena IX, Springer Series in Chemical Physics -■ " SpHnèèr-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1994. - V.60. - P. 196-198.

A58

A59

A60

A61

Sarukura, N. Ultraviolet short pulse generation from new tunable solid state lasers. / N.Sarukura, Z.Liu, S.Izumida, Y.Segawa, K.Edamatsu, Y.Suzuki, T.Itoh, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, M.A.Dubinskii // RIKEN Review-1995. - N.l 1.-P.29-30.

Liu Z. Ultraviolet Picosecond Pulses from an All-Solid-State Ce:LiSAF Master Oscillator and Ce:LiCAF Power Amplifier System / Z.Liu, N.Sarukura, M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov // OSA Trends in Optics and Photonics on Advanced Solid State Lasers / S.A.Payne and C.R.Pollock, eds.-Washington, DC: OSA, 1996, - V.l. - P.66-68.

Liu, Z. 14 mJ, 1 ns, 289 nm Pulsed from All-Solid-State Ce:LiCAF Master Oscillator and Power Amplifier System / Z.Liu, N.Sarukura, H.Ontake, S.Izumoda, Y.Segawa, M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov // Tops of ASSL Trends in Optics and Photonics / eds. Tingye Li AT&T Labs. - Washington, DC: OSA, 1997. - V.10- P.24-26.

Sarukura, N. Ultraviolet shot pulse generation and amplification in new tunable laser medium (Ce3+:LuLiF4) / N.Sarukura, Z.Liu, Y. Segawa, H.Tashiro, V.V. Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, and M.A.Dubinskii: Tech.Dig. of Conf. on Laser and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim '95, Chiba, Japan,10-14 July 1995) - Chiba (Japan),1995 - P.4-5.

А62 Sarukura, N. Ultraviolet Picosecond-Pulse Train Generation From a Self-lnjection-Seeded Ce3+:LiLuF4 Laser / N.Sarukura, Z.Liu, Y.Segawa, H.Tashiro, V.V.Semashko, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii: Technical Digest OSA Advanced Solid-State Lasers (Memphis, Tennessee, Jan.30-Feb.2, 1995) - Memphis, Tennessee (USA), 1995.-MG 4-1, P.131-133.

A63 Cordelier, P. A Ce:LiCAF UV laser pumped by an intracavity-doubled radiation at 532 nm. / P.Cordelier, R.Moncorge, R.Yu.Abdulsabirov, V.Semashko, S.L.Korableva, M.Laroche, S.Girard // SPIE Proc., Solid State Laser and Amplifiers, A.Sennaroglu, J.G.Fujimoto, C.R.Pollock, eds.: сб.ст. - SPIE, Bellingham, WA, 2004. - V.5460. - P.35-43.

A64 Семашко, B.B. Проблемы создания твердотельных лазеров ультрафиолетового и вакуумно-ультрафиолетового диапазонов спектра I В.В.Семашко - VII-Всероссийской молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (30 окт.-l нояб. 2003 г.): сб. ст. - Казань, 2003. - С. 45-54.

А65 Naumov, A.K. Compact and effective all solid-state tunable ultraviolet lasers based on heavy-doped Ce:LiLuF4 crystal / A.K. Naumov, A.S. Nizamutdinov, S.L. Korableva, R.Yu. Abdulsabirov, V.V. Semashko // Int. Conf. on Coherent and Nonlinear Optics - Int. Conf. on Lasers, Applications and Technologies (ICONO-LAT 2007) (Minsk, Belarus, May 28 - June 1, 2007): Conf.Prog. - Minsk, Belarus: 2007. -P.LOl-13.

A66 Dubinskii, M.A. Ce3+: LiBaF3 as New Prospective Active Material for Tunable UV Laser with Direct UV Pumping / M.A.Dubinskii, K.L.Schepler, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, B.M.Galjautdinov, S.L.Korableva, A.K.Naumov // Tops vol. X of ASSL Trends in Optics and Photonics, eds.Tingye Li AT&T Labs.- 1997. - V.10.-P.30-34.

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Тел: 272-74-59,541-76-41,541-76-51. Лицензия ПДМ7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 17.03.2009г. Усл. лл 1,9 Заказ № R-6669. Тираж 150 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать -ризография.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ И ПРЕПЯТСТВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕЖКОНФИГУРАЦИОННЫХ ПЕРЕХОДОВ ИОНОВ ЛАНТАНОИДОВ В КРИСТАЛЛАХ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ВЫНУЖДЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО И ВАКУУМНО-УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА.

1.1. Оптические переходы трехвалентных ионов лантаноидов и перспективы их использования в качестве рабочих переходов лазеров УФ и ВУФ диапазонов.

1.1.1. Энергетические состояния и электронные переходы ионов лантаноидов.

1.1.2. Перспективы реализации оптических квантовых генераторов и оптических усилителей УФ и ВУФ диапазонов на основе кристаллических материалов.

1.2. Особенности межконфигурационных переходов ионов Се3+, Рг3+ и Nd3+.

1.2.1. Ион Се3+.

1.2.2. Ион Рг3+.

1.2.3. Ион Nd3+.

1.3. Фото динамические процессы в активированных кристаллах и их влияние на возможность возбужденного вынужденного УФ и ВУФ излучения.

ГЛАВА 2. АКТИВНАЯ СРЕДА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛА КОЛЬКВИИРИТА (LiCaAlF6), АКТИВИРОВАННОГО ИОНАМИ ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЦЕРИЯ.

2.1. Особенности подготовки образцов.

2.2. Спектрально-кинетические характеристики 5d-4f переходов ионов Се3+ в кристаллах LiCaAlFe.

2.3. Усилительные характеристики кристаллов LiCaAlF6:Ce3+ в УФ диапазоне.

2.4. Характеристики кристалла LiCaAlF6:Ce в режиме лазерной генерации.

2.4.1. Эксперименты в неселективном резонаторе и анализ факторов, определяющих энергетические характеристики лазерной генерации.

2.4.2. Диапазон перестройки частоты вынужденного излучения лазера на основе кристалла LiCaAlF6:Ce

ГЛАВА 3. АКТИВНЫЕ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛОВ ДВОЙНЫХ ФТОРИДОВ СО СТРУКТУРОЙ ШЕЕЛИТА.

3.1. Кристаллы двойных фторидов LiMeF4 (Me=Y,Lu) и обоснование выбора объектов исследований.

3.2. Образцы для исследований.

3.3. Сравнительные исследования спектрально-кинетических характеристик кристаллов LiYF4:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+.

3.3.1. Спектры поглощения и люминесценции кристаллов LiYF4:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+.

3.3.2. Квантовый выход и кинетика 5d-4f люминесценции ионов Се в кристаллах LiYF4 и LiLuF4.

3.4. Центры окраски в кристаллах двойных фторидов со структурой шеелита.

3.5. Кристаллохимический способ подавления соляризации активных сред

УФ диапазона. lx , "J I

3.6. Оптические свойства кристаллов LiYF4:Ce и LiLuF4:Ce в условиях интенсивного возбуждения.

3.6.1. Особенности техники эксперимента.

3.6.2. Нелинейное поглощение излучения накачки.

3.6.3. Спектры возбужденных кристаллов LiYF4:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+ в области 5d-4f переходов ионов Се3+.

3.6.4. Исследование зависимости коэффициента оптического усиления от интенсивности зондирующего излучения.

Л I <J I

3.7. Сравнительные исследования кристаллов LiYF4:Ce , LiLuF4:Ce и LiLui-xYbxF4:Ce3+ в режиме лазерной генерации.

3.7.1. Образцы и техника эксперимента.

1 I о I

3.7.2. Лазерные характеристики кристаллов LiYF4:Ce и LiLuF4:Ce

3.7.3. Лазерные характеристики кристаллов LiLuF4:Ce3+, соактивированных ионами Yb3+.

3.7.3.1. Результаты лазерных тестов и возможности лазерного эксперимента при исследовании фотодинамических процессов в активных средах в режиме лазерной генерации.

3.7.3.2. Модель динамических процессов в твердотельных УФ активных средах в условиях лазерной генерации.

3.7.3.3. Коэффициент динамических внутрирезонаторных потерь в лазере на кристаллах LiLui.xYbxF4:Ce

ГЛАВА 4. АПКОНВЕРСИОННАЯ НАКАЧКА -//"^-СОСТОЯНИЙ ТРЕХВАЛЕНТНЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ В

КРИСТАЛЛАХ.

4.1. Основные идеи и критерии выбора схемы апконверсионной накачки состояний смешанной 4/1'15d1 конфигурации редкоземельных ионов.

4.2. Антистоксова 4f5d-4f люминесценция ионов Nd3+ в кристаллах

LiYF4 и LiLuF4.

4.3. Апконверсионная накачка ионов Рг в кристаллах L1YF4 и LiLuF4.

4.3.1. Перспективы использования Рг -содержащих кристаллов в качестве

УФ активных сред.

4.3.2. Спектроскопия ионов Рг в кристаллах L1YF4 и L1L11F4, ориентированная на апконверсионную накачку его -"//^-состояний.

4.3.3. Схемы апконверсионной накачки 4/5й?-состояний ионов Рг в кристаллах LiYF4HLiLuF4.

4.3.4. Спектроскопия поглощения из возбужденных состояний ионов Рг3+ в кристаллах LiYF4 и LiLuF4.

4.3.5. Исследование возможности усиления УФ излучения на межконфигурационных 4f5d-4f переходах ионов Рг3+ в кристаллах

UYF4 и LiLuF4 («pump-probe» эксперименты).

4.3.5.1. Методика экспериментов.

4.3.5.2. Результаты исследования кристаллов LiYF4:Pr3+.

4.3.5.3. Результаты исследования кристаллов LiLuF4:Pr3+.

4.4. Апконверсионная накачка ионов Се в кристаллах LiYF4 и LiLuF4.

ГЛАВА 5. АКТИВНАЯ СРЕДА ВАКУУМНО-УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛА LaF3:Nd3+.

ГЛАВА 6. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ АКТИВНЫХ СРЕД УФ ДИАПАЗОНА В КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ.

6.1. Оптические усилители УФ излучения.

6.1.1. Конфокальный многопроходный усилитель УФ излучения на основе активной среды LiLuF^Ce

6.1.2. Усилитель импульсного УФ излучения субнаносекундного диапазона длительностей на основе активной среды LiCaAlF6:Ce3+.

6.2. Генерация импульсов УФ излучения субнаносекундной длительности.

6.2.1. Лазерный генератор импульсного УФ излучения субнаносекундной длительности на основе кристалла LiLuF4:Ce3+.

6.2.2. Лазерный генератор импульсного УФ излучения субнаносекундной длительности на основе кристалла LiCaAlF6:Ce3+.

6.3. Преобразование частоты и альтернативные схемы накачки твердотельных

УФ лазеров.

6.3.1. Импульсный лазер с перестраиваемой длиной волны излучения в области 223-232 нм.

6.3.2. Альтернативные способы накачки УФ активных сред на основе кристаллов LiCaAlF6:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+.

6.3.2.1. Лазер УФ диапазона на основе кристалла LiCaAlF6:Ce3+ с накачкой излучением с длиной волны 532 нм.

6.3.2.2. Лазер на основе кристаллов LiLuF4:Ce3+ с накачкой излучением с длиной волны 213 нм.

Тенденция использования в передовых высокотехнологических процессах когерентного излучения с всё более короткими длинами волн требует направленного поиска материалов для приборов квантовой электроники и оптических систем ультрафиолетового (УФ) и вакуумно-ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов спектра. В частности, источники когерентного УФ излучения и новые материалы для УФ диапазона востребованы в инновационных технологиях фотолитографии, в атмосферных и аэрокосмических исследованиях, прецизионной микрообработке материалов, фотохимии, биологии, медицине, в элементах нанотехнологий и фотонике. По этим причинам подобные исследования и разработки признаны приоритетными, пользуются государственной поддержкой в странах Европейского Союза, США, Японии, Китая, в ряде наиболее интенсивно развивающихся стран и полностью соответствуют приоритетным направлениями развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (РФ) [1], а неизбежно разрабатываемые в процессе таких исследований технологии получения новых кристаллических материалов со специальными или прогнозируемыми свойствами подпадают под класс технологий, признанных в РФ критическими [2].

Несмотря на то, что в настоящее время лазерное излучение принципиально может быть получено практически в любом участке спектра от ВУФ до среднего ИК диапазонов, не везде удаётся обеспечить требуемые от него энергетические, спектральные и пространственные характеристики. Кроме того, методы его получения оказываются зачастую низкоэффективными, реализационно- и эксплуатационно-сложными и поэтому малопригодными для практического использования. К таким «проблемным» участкам спектра относятся УФ и ВУФ диапазоны.

В настоящее время мощное лазерное излучение на фиксированных длинах волн в УФ и ВУФ диапазонах реализуется с использованием газовых сред. В частности, применяются газообразные водород, фтор, азот, благородные газы и их эксимерные и эксиплексные смеси (смеси благородного газа и газообразных галогенов). Эти лазеры хотя и обладают высокими энергетическими характеристиками, «качество» генерируемого излучения (его пространственные характеристики: расходимость и однородность пучка), а также невозможность изменения частоты излучения ограничивают возможность их использования в технологических процессах [3].

Для получения перестраиваемого по частоте УФ лазерного излучения обычно используют методы нелинейного преобразования частоты излучения серийных перестраиваемых лазеров видимого и ИК диапазонов [4]. Достигаемые при этом мощности излучения, конечно, уступают соответствующим мощностям эксимерных лазеров, но этот недостаток частично компенсируется значительно лучшими пространственными характеристиками. К сожалению, такие системы оказываются чрезвычайно громоздкими, сложными в настройке и требуют для своей эксплуатации персонала соответствующей квалификации. Кроме того, они не отличаются высокой долговременной стабильностью выходных спектральных и энергетических характеристик, а также не позволяют, без кардинальной перестройки всей архитектуры лазерной системы, наращивать выходную мощность генерируемого излучения.

Альтернативным и в то же время очевидным способом, позволяющим реализовывать перестраиваемое лазерное излучение непосредственно в УФ и ВУФ диапазонах спектра с желаемыми характеристиками и при этом одновременно избежать большинства вышеперечисленных недостатков, является использование в качестве рабочих лазерных переходов межконфигурационных 4f'l5d-4f переходов редкоземельных ионов (РЗИ) в кристаллах. Главным преимуществом лазеров такого типа является простота оптической схемы в совокупности с вышеупомянутой возможностью формирования пространственных, спектральных, временных и прочих характеристик лазерного излучения непосредственно в УФ диапазоне спектра. Кроме этого, создание УФ и ВУФ активных сред решает проблему усиления импульсов УФ/ВУФ когерентного излучения пико- и фемтосекундных длительностей и получения сверхмощных лазерных импульсов в этих спектральных областях. Немаловажными являются также и другие широко известные эксплуатационные преимущества (высокая концентрация активных частиц и связанный с этим высокий удельный энергосъем излучения, компактность, высокие теплофизические характеристики и пр.), присущие твердотельным активным средам по сравнению с активными средами на основе других агрегатных состояний вещества.

Однако, несмотря на кажущуюся простоту реализации твердотельных лазеров УФ и ВУФ диапазона спектра, до исследований, составляющих суть настоящей работы, были известны только три активированных кристаллических материала, способных генерировать лазерное излучение в указанных спектральных областях. При этом осуществить перестройку длины волны лазеров на основе этих активных сред оказалось практически невозможным. Эффективность лазерной генерации в лучшем случае составляла несколько процентов, и что самое главное, наблюдалась деградация их лазерных и оптических характеристик в процессе работы. Все эти факторы предопределили отсутствие интереса к этим активным средам, как у специалистов-исследователей, так и у производителей лазерной техники. Фактически до момента первых наших публикаций в начале 90-х годов XX века данное направление исследований представлялось малоперспективным. Причиной такого пессимизма являются процессы, протекающие в активированных кристаллах под действием излучения накачки: поглощение из возбуждённых состояний, образование центров окраски (соляризация), изменение валентности активаторных ионов, фоторефрактивный эффект (изменение показателя преломления материала под действием оптического излучения) и т.п. Именно они обуславливают низкие энергетические, спектральные и другие эксплуатационные характеристики лазеров на 4f"l5d-4f переходах редкоземельных ионов в кристаллах, или даже полностью исключают саму возможность возбуждения УФ/ВУФ лазерной генерации.

Таким образом, поисковые исследования новых активных сред на основе активированных фторидных кристаллов, использующих в качестве рабочих межконфигурационные 4f'15d-4f переходы редкоземельных ионов, являются актуальными, а их результаты имеют фундаментальное и прикладное значение.

Целью работы является создание высокоэффективных активных сред для перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами и исследование их спектрально-кинетических и лазерных свойств.

Новизна и практическая ценность работы заключается в том, что ее результатом явилось обнаружение двух новых высокоэффективных твердотельных активных сред УФ диапазона, которые уже широко используются на практике и на их основе даже производятся серийные источники когерентного УФ излучения, а также создание первого в мире твердотельного лазера ВУФ диапазона с оптической (лазерной) накачкой. Впервые были изучены спектрально-кинетические, фотохимические, усилительные и генерационные характеристики новых активных материалов, выработаны рекомендации и рассмотрены различные пути преодоления вредного влияния индуцированных излучением накачки динамических процессов в активированных кристаллах. Продемонстрированы перспективы использования подобных активных сред для усиления импульсов УФ излучения с длительностью несколько пикосекунд и генерации одиночных импульсов или цуга импульсов субнаносекундной длительности.

В целом, исследования, составившие суть настоящей работы, стимулировали становление и развитие научного направления, ориентированного на поиск новых твердотельных активных сред УФ и ВУФ диапазона на основе 5d4f'l-4f переходов ионов лантаноидов в кристаллах, инициировали разработку новых и совершенствование известных технологий выращивания кристаллов высокой химической чистоты и высокого оптического качества.

На защиту выдвигаются следующие положения:

1. Использование межконфигурационных 5d4f'1-4f переходов трехвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы, позволяет создать высокоэффективные перестраиваемые твердотельные лазеры УФ и ВУФ диапазонов спектра.

2. При поиске новых сред для твердотельных перестраиваемых лазеров УФ диапазона предпочтение следует отдавать:

- диэлектрическим кристаллам с максимально возможной шириной запрещенной зоны и малой вероятностью ступенчатой (через промежуточное состояние) ионизации активаторных ионов,

- кристаллам, в которых минимизировано число дефектов кристаллической решётки,

- активированным кристаллам с высокими скоростями процессов рекомбинации фотоиндуцированных носителей заряда.

3. Кристалл LiCaAlF6:Ce3+ и соактивированный ионами Yb3+ кристалл LiLuF4:Ce3+ являются эффективными активными средами для лазеров и оптических усилителей УФ диапазона, а кристалл LaF3:Nd3+- эффективной активной средой ВУФ диапазона.

•>1

4. Соактивация ионами Yb подавляет процессы соляризации в кристаллах LiLuF4:Ce3+ и существенно улучшает лазерные характеристики активной среды на его основе.

•>1

5. На межконфигурационных 5d-4f переходах ионов Се в кристаллах LiCaAlF6:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+ реализовано эффективное усиление и генерация импульсов УФ лазерного излучения сверхкороткой длительности.

Достоверность положений и результатов диссертации, выносимых на защиту, обеспечена тщательным планированием и постановкой экспериментов, хорошим согласованием теоретических расчетов и экспериментальных результатов, а также подтверждена их многократным воспроизводством в ведущих научно-исследовательских лабораториях и университетах мира.

Основные результаты работы опубликованы в 66 статьях в журналах и сборниках (из них 33 имеются в перечне ВАК), апробированы на 62 международных, 4 всероссийских и 3 региональных конференциях и симпозиумах. Общее число работ по теме диссертации, включая опубликованные отчеты, тезисы докладов, заявки на изобретения и патенты, составляет 146 публикаций. Перечень наиболее значимых публикаций по теме диссертации приведён в конце диссертационной работы.

Диссертация является итогом более 20-летней работы автора и коллектива научно-исследовательской лаборатории радиоспектроскопии и квантовой электроники Казанского государственного университета (НИЛ МРС и КЭ КГУ) по тематике, связанной с использованием межконфигурационных 4f~15d-4f переходов редкоземельных ионов для усиления и генерации лазерного излучения в УФ и ВУФ областях спектра. Наибольший вклад в успешное продвижение исследований по данной тематике внесли, по мнению автора, Дубинский М.А., Наумов А.К., Абдулсабиров Р.Ю. и Кораблёва С.Л. Помимо сотрудников КГУ в части работ принимали участие учёные из Греции, Франции, Японии и США. Все участники исследований являются соавторами публикаций по теме диссертации. Личный вклад автора заключается:

• В постановке задач по проблемам преодоления влияния индуцированных излучением накачки динамических процессов в активированных кристаллах с целью создания новых эффективных кристаллических активных сред лазеров УФ и ВУФ диапазонов;

• В проведении спектроскопических исследований фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами в области их 4f~' 5d-4f межконфигурационных переходов (часть исследований выполнялась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С., Марисовым М.А. и Нуртдиновой Л.А., кристаллические образцы для исследований были изготовлены Абдулсабировым Р.Ю. и Кораблевой С.Л.);

• В разработке методик лазерно-спектроскопических экспериментов, приведённых в диссертации (при постановке методики автор консультировался с Дубинским М.А и Наумовым А.К.);

• В предложении и реализации кристаллохимического способа подавления процессов соляризации фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами и улучшения лазерных характеристик активных сред на их основе (выращивание кристаллов осуществлялось Абдулсабировым Р.Ю., Кораблевой СЛ., Марисовым М.А. и Гордеевым Е.Ю., часть исследований оптических свойств образцов в режиме интенсивного возбуждения проводилась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С. и Марисовым М.А.);

• В постановке и проведении «pump-probe» экспериментов и экспериментов, направленных на достижение эффекта лазерной генерации, их интерпретации и обобщении полученных результатов в публикациях (часть «pump-probe» экспериментов проводилось совместно с Наумовым А.К. и Низамутдиновым А.С., часть исследований лазерных характеристик - совместно с Наумовым А.К. и Дубинским М.А., при интерпретации результатов лазерных тестов автор консультировался с Малкиным Б.З.).

При подготовке работы к представлению автор консультировался с проф. Тагировым М.С.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка наиболее значимых публикаций по теме диссертации и списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 231 страницу машинописного текста, включая 106 иллюстраций и 9 таблиц. Список наиболее значимых публикаций по теме диссертации состоит из 66 наименований, а список цитируемой литературы - из 291 наименования.

43.2.2 Результаты исследования кристаллов LiLuF.4:

В отличие от кристалла YLF:Pr, согласно выводам п.4.3.3, в образцах LLF:Pr сечение поглощения из возбужденных состояний ^^-конфигурации иона в зону проводимости должно быть пренебрежительно малым в области длин волн >245 нм. Поэтому, в кристаллах LLF можно ожидать оптического усиления в области наиболее длинноволновых пиков 4f5d-4f люминесценции ионов Рг3+.

Эксперименты, направленные на измерение возможного оптического усиления излучения на межконфигурационных переходах ионов в этих кристаллах, осуществлялись на образцах цилиндрической формы (05x2 мм) с полированными торцами и с перпендикулярной ориентацией оптической оси кристалла к образующей цилиндра. Концентрация ионов

Рг3+ в образце составляла 0.22 ат.%. Условия и методика проведения экспериментов не отличались от описанных в п.4.3.5.2. Основные результаты измерений приведены в таб.4.4.

1. Критические технологии Российской Федерации (Распоряжение Правительства РФ от 25 августа 2008 г.) Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.rfbr.ru/pics/28896reiyfile.pdf, свободный.

2. Борейшо, А.С. Лазеры: устройство и действие / А.С.Борейшо. Санкт-Петербург: Механический институт, 1991. -215 с.

3. ИГеен, И.Р. Принципы нелинейной оптики / И.Р.Шен. М.: Наука, 1989. — 560 с.

4. Kuck, S. Laser-related spectroscopy of ion-doped crystals for tunable solid-state lasers / S.Kuck // Appl.Phys. B. 2001 - V.72 - P.515-562.

5. Аминов, Л.К. Люминесценция ионов Tl+ в кристаллах KZ11F3 / Л.К.Аминов, С.И.Никитин, Н.И.Силкин, Р.Ю.Юсупов // ФТТ. 2002. - Т.44, N8. - С.1487-1491.

6. Азаматов, З.Т. Спектры гадолиния в монокристаллах алюмо-иттриевого граната / З.Т.Азаматов, П.А.Арсеньев, М.В.Чукичев // Опт. и спектр. 1970. - Т.28. - С.289-291.

7. Каминский, А.А. Лазерные кристаллы / А.А.Каминский. М.: Наука, 1975. — 256 с.

8. Yang, К.Н. UV fluorescence of cerium-doped lutetium and lanthanum trifluorides, potential tunable coherent sources from 2760 to 3220 A / K.H.Yang, J.A.DeLuca // Appl.Phys.Lett. 1977. - V.31, N9. - P.594-596.

9. McCIure, D.S. Interconfigurational and charge transfer transitions. / D.S.McClure // Electronic States of Inorganic Compounds / Dordrecht (Holland): D.Reidel Publishing Company, 1975. P. 113-1398

10. Dieke, G.H. The spectra of the doubly and triply ionized rare earths / G.H.Dieke, H.M.Crosswhite // Appl.Opt. 1963. - V.2, N7. - P.675-686.

11. Wegh, R.T. Extended Dieke's diagram / R.T.Wegh, A.Meijerink, R.-J.Lamminmaki, J.Holsa. // J. of Lum. 2000. -N87-89. - P. 1002-1004.

12. Brewer, L. Energies of the electronic configurations of the singly, doubly and triply ionized Ianthanides and actinides / L.Brewer // J. Opt.Soc.Am. 1971. - V.61, N12. -P.1666-1682.

13. Sugar, J. Ionization energies of doubly and triply ionized rare-earths / J.Sugar and J.Reader // J.Chem.Phys. 1973. - V.59, N4. - P.2083-2089.

14. Dorenbos, P. The 4f-4f'l5d transitions of the trivalent lanthanides in halogenides and chalcogenides / P.Dorenbos // J.of Lum. 2000. - V.91. - P.91-106.

15. Loh, E. Lowest 4f-5d transition of trivalent rare-earth ions in CaF2 crystals / E.Loh // Phys.Rev. 1966. - V.147. - P.332-335.

16. Heaps, W.S. Vacuum-ultraviolet absorption bands of trivalent lanthanides in LaF3 / W.S.Heaps, L.R.Elias, W.M.Yen // Phys.Rev.B. 1976. - V.13, N.l. - P.94-104.

17. Kollia, Z. On the 4f5d-4f interconfigurational transitions of Nd3+ in K2YF5 and LiYF4 (YLF) crystal hosts / Z.Kollia, E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, A.K.Naumov, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Opt. Comm. 1998. - V.149. -P.386-392.

18. Sarantopoulou, E. Vacuum Ultraviolet and Ultraviolet Fluorescence and Absorption Studies of Er^-doped LiLuF4 Single Crystals / E.Sarantopoulou, Z.Kollia, A.C.Cefalas,

19. M.A.Dubinskii, C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, and Y.Y.Semashko // Appl.Phys.Lett. 1994. - V.65, N7. - P.813-817.

20. Sarantopoulou, E. On the YUV and UV 4/(8s)5d-4f interconfigurational transitions of•j i

21. Tb ions in LiLuF4 single crystal host / E.Sarantopoulou, Z. Kollia, A. C.Cefalas, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva // Opt.Comm. 1998. -V.156.-P.101-111.

22. Dorenbos, P. Predictability of 5d level positions of triply ionized lanthanides in halogenides and chalcogenides / P.Dorenbos // J.of Lum. 2000. - V.87-89. - P.970-972.

23. Stephan, M. A theoretical investigation of 4f-5d transition of trivalent rare earth ions in fluorides and complex oxides / M.Stephan, M.Zachau, M.Groting, O.Karplak, V.Eyert, K.C.Mishra, P.C.Schmidt // J. of Lum. 2005. - V.l 14. - P.255-266.

24. Bettinelli, M. Correlation between the 5d level position of Ce3+ and of the other Ln3+ ions in solids / M.Bettinelli and R.Moncorge // J. of Lum. 2001. - V.92, N4. - P.287-289.

25. Morrison, C.A. Host dependence of the rare-earth ions energy separation 4f-4f'15d1 / C.A.Morrison // J.Chem.Phys. 1980. - V.72, N2. - P.1001-1002.

26. Krupa, J.C. Electronic structure of /-element system in the UV and VUV energy range / J.C.Krupa, I.Gerard, A.Mayolet and P.Martin // Acta Physica Polonica A. 1993. - V.84, N5. - P.843-848.

27. Olson, C.G. Optical properties of single crystals of some rare-earth trifluorides, 5-34 eV / C.G.Olson, M.Piacentini and D.W.Lynch // Phys.Rev.B. 1978. - V.18, N10. - P.5740-5749.

28. Еремин, M.B. Межконфигурационные переходы в примесных центрах кристаллов / М.В.Еремин // Спектроскопия кристаллов Ленинград: Наука,1978. - С.39-45.

29. Wegh, R.T. Vacuum ultraviolet excitation and emission studies of 4f-4f'l5d transitionsт «for Ln in LiYF4 / R.T.Wegh, H.Donker and A.Meijerink // Proc. of Electrochemical Soc. -1998.-V.97-29. -P.284-295.

30. Wegh, R.T. Spin-allowed and spin-forbidden 4f-4f'15d transitions for heavy lanthanides in fluoride hosts / R.T.Wegh and A.Meijerink // Phys.Rev.B. 1999. - V.60, N15. -P. 10820-10830.

31. Van Pieterson, L. 4f-4f'15d transitions of trivalent lanthanides: experiment and theory / L. van Pieterson, M.F.Reid, R.T.Wegh, A.Meijerink // J. of Lum. 2001. - V.94-95. -P.79-83.

32. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов / А.А.Каминский и др. М.: Наука, 1986.-272 с.

33. Каплянский, А.А. Спектры трехвалентных ионов Се3+ в кристаллах щелочноземельных фторидов / А.А.Каплянский, В.Н.Медведев, П.П.Феофилов // Опт. и спектр. 1963. - Т. 14, N5. - С.664-675.

34. Aull, B.F. Impact of ion-host interactions of 5d-io-4f spectra of lanthanide rare-earth-metal ions. I. The Ce-doped elpasolites / B.F.Aull, H.P.Jenssen // Phys.Rev.B. 1986. -V.34, N10. - P.6640-6647.

35. Aull, B.F. Impact of ion-host interactions of 5d-\o-4f spectra of lanthanide rare-earth-metal ions. II The Ce-doped elpasolites / B.F.Aull, H.P.Jenssen // Phys.Rev.B. 1986. -V.34, N10. - P.6647-6655.

36. Elias, L.R. Excitation of UV fluorescence in LaFs doped with trivalent cerium and praseodymium / L.R.Elias, W.S.Heaps, W.M.Yen // Phys.Rev.B. 1973. - V.8, N11. -P.4989-4995.

37. Nakazawa, E. The lowest 4f-Xo-5d and charge-transfer transitions of rare-earth ions in YP04 hosts / E.Nakazawa // J. of Lum. 2002. - V.100. - P.89-96.

38. Ropp, R.C. High energy states of the trivalent rare earths / R.C.Ropp, B.Carroll // J.Phys.Chem. -1977. V.81, N8. - P.746-755.

39. Kamenskikh, I.A. Charge transfer fluorescence and f-f luminescence in ytterbium compounds / I.A.Kamenskikh, N.Guerassimova, C.Dujardin, N.Garnier, G.Ledoux, C.Pedrini, M.Kirm, A.Petrosyan, D.Spassky II Opt.Matt. 2003. - V.24. - P.267-274.

40. Jorgensen, C.K. Electron transfer spectra of lanthanide complexes / C.K.Jorgensen // Mol.Phys. 1962. - V.5, N.3. - P.271-277.

41. Jorgensen, C.K. Chemical Bonding Inferred from Visible and Ultraviolet Absorption Spectra / C.K.Jorgensen // Sol.State.Phys. 1962. - V.13. - P.375-462.

42. Jorgensen, C.K. Solvent effects on the absorption bands of iridium(IV) hexabromide and other 5£/-hexahalides / C.K.Jorgensen // J.Inorg.Nucl.Chem. 1962. - V.24. - P. 15871594.

43. Старостин, H.B. Интерконфигурационные 4/3^-переходы в трехвалентных редкоземельных активаторных центрах // Спектроскопия кристаллов — М.: Наука, 1975. С.12-24.

44. Loh, Е. Ultraviolet absorption spectra of Ce3+ in alkaline-earth fluorides. / E.Loh II Phys.Rev. 1966. - V.154, N.2. - P.270-154.

45. Феофилов, П.П. О спектрах поглощения и люминесценции ионов Се4"*4" / П.П.Феофилов II Опт. и спектр. 1959. - Т.6, N2. - С.234-236.1. О 1

46. Каплянский, А.А. Спектры трехвалентных ионов Се в кристаллах щелочноземельных фторидов / А.А.Каплянский, В.Н.Медведев, П.П.Феофилов // Оптика и спектр. 1963. - Т.14, N5. - С.664-675.

47. Степанов, И.В. О двух типах спектров люминесценции редких земель в искусственных кристаллах флюорита / И.В.Степанов, П.П.Феофилов // Док. АН СССР. 1956. - Т. 108, N4. - С.615-618.

48. Domine-Berges, М. Luminescence du cerium trivalent dans le fluorure d'yttrium YF3 / M.Domine-Berges, J.Loriers // C.R.Acad.Sc.Paris. 1985. - T.301, ser.II, N13. - P.915-918.

49. Ehrlich, D.J. Ultraviolet solid-state Ce:YLF laser at 325 nm / D.J.Ehrlich, P.F.Moulton, R.M.Osgood II Opt.Lett. 1979. - V.4, N6. - P. 184-186.

50. Hamilton, D.C. Optical absorption and photoionization measurements from excited states of Ce3+:Y3Al50i2 / D.C.Hamilton, S.K.Gayen, G.J.Pogatshnik, R.D.Ghen // Phys.Rev.B. -1989.- V.39,N13. P.8807-8815.

51. Абдулсабиров, Р.Ю. Новая фторидная матрица / Р.Ю.Абдулсабиров, М.А.Дубинский, Б.Н.Казаков, Н.И.Силкин, Ш.И.Ягудин // Кристаллография. -1987.-T.32,N3.-C.951-956.

52. Loh, Е. Ultraviolet absorption spectra of Pr3+ ions in alkaline-earth fluorides / E. Loh // Phys.Rev. 1967. - V.l58, N3. - P.273-279.

53. Ельяшевич, M.A. Спектры редких земель / М.А.Ельяшевич М.: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1953. - 456 с.

54. Sugar, J. Analysis of the spectrum of triply ionized Praseodymium PrIV / J.Sugar // J. Opt.Soc.Am. 1965. - V.55, N9. - P. 1058-1061.ф 14-

55. Szczurek, T. Vacuum ultraviolet absorption spectra of CaF2:Re crystals / T.Szczurek, M.Schlesinger // Proc. of the Rare Earth Spectroscopy Symposium Singapore: World Scientific, 1985. - P.309-330.

56. Piper, W.W. Cascade fluorescent decay in Pr -doped fluorides: Achievement of a quantum yield greater than unity for emission of visible light / W.W.Piper, J.A.DeLuca, F.S.Ham // J.of Lum. 1974. - V.8, N4. - P.344-348.

57. Pedrini, C. Spectroscopic studies of the f-d ultraviolet transitions of Pr3"1" in alkaline earth fluorides / C.Pedrini, D.Bouttet, C,Dujardin, B.Moine, H.Bill. // Chem. Phys.Lett. -1994.- V.220. P.433-436.

58. Laroche, M. Experimental and theoretical investigations of the 4f-4f5d ground-state and•1 Iexcited-state absorption spectra of Pr in LiYF4 / M.Laroche, J.L.Doualan, S.Girard, J.Margerie, and R.Moncourge // JOS A B. 2000. - V.l 7. - P. 1291-1303.

59. Moncorge, R. Spectroscopy of broad-band UV-emitting materials based on trivalent rare-earth ions / R.Moncourge // Ultraviolet Spectroscopy and UV Lasers / P.Misra and M.A.Dubinskii eds.- New York-Basel (USA):Marcel Dekker Inc., 2002. P.337-370.

60. Yang, K.H. VUV fluorescence of Nd , Er and Tm doped trifluorides and tunable coherent sources from 1650 to 2600 nm. / K.H.Yang, J.A.DeLuca // Appl.Phys.Lett. -1976. V.29, N8. - P.499-501.

61. Yang, K.H. Vacuum ultraviolet excitation studies of SdUf'1 to 4f and 4f to 4f transitionsof Nd3+, Er3+ and Tm3+-doped trifluorides / K.H.Yang, J.A .DeLuca // Phys.Rev.B. 1978. - V.17, N11. - P.4246-4255.

62. Loh, E. 4f-4f'l5d spectra of rare-earth ions in crystals / E.Loh // Phys.Rev. 1968. -V.175, N2. - P.533-536.

63. Makhov, V.N. VUV spectroscopy of wide band-gap crystals doped with rare earth ions / V.N.Makhov, N.M.Khaidukov, N.Yu.Kirikova, M.Kirm, J.C.Krupa, T.V.Ouvarova, G.Zimmerer //Nucl.Instr. and Methods in Phys.Res. A. 2001. - V.407. - P.201-294.

64. Belski, A.N. Emission properties of Nd3+ in several fluoride crystals / A.N.Belski, P.Chevallier, J.Y.Gesland, N.Yu.Kirikova, J.C.Krupa, V.N.Makhov, P.Martin, P.A.Orekhanov, M.Queffelec // J.of Lum. 1997. - V.72-74. - P. 146-148.

65. Jacobs, R.R. Measurements of excited-state-absorption loss for Ce in Y3AI5O12 and implications for tunable 5d-4f rare-earth laser / R.R.Jacobs, W.F.Krupke, M.J.Weber // Appl.Phys.Lett. -1978. V.33, N5. - P.410-412.

66. Miniscalo, W.J. Measurements of excited-state absorption in

67. Ce3+:YAG / W J.Miniscalo, J.M.Pelegrino, W.M.Yen // JAppl.Phys. 1978. - V.49, N12. - P.6109-6111.1 "j 1

68. Owen, J.F. Excited-state absorption in Eu :CaF2 and Ce :YAG single crystals at 298 and 77 К / J.F.Owen, P.B.Dorain, T.Kobaysi // J.Appl.Phys. 1981. - V.52, N3. -P.1216-1223.

69. Дубинский, M.A. Поглощение из возбужденных состояний примесных ионов в активированных диэлектрических кристаллах: автореф. дис. . канд.физ.-мат.наук. / М.А.Дубинский; Казанский гос. ун-т. Казань, КГУ, 1985. - 16 с.

70. Pedrini, С. Photoionization thresholds of rare-earth impurity ions in1. Eu2+:CaF2,

71. Ce3+:YAG and Sm2+:CaF2 / C.Pedrini, F.Rogemond, D.S.McClure // J.Appl.Phys. -1986. V.59, N4. - P.l 196-1201.

72. Pogatshnik, G.J. Excited state absorption of Ce3+ ions in Ce3+:CaF2 / G.J.Pogatshnik, D.S.Hamilton // Phys.Rev.B. 1987. - V.36, N16. - P.8251-8257.

73. Hamilton, D.S. Trivalent cerium doped crystals as tunable system. Two bad apples /

74. D.S.Hamilton // Tunable Solis-State Lasers / P.Hammerling, A.B.Budgor and A.Pinto eds. Berlin: Springer-Verlag, 1985. - P.80-90.

75. Каминский, A.A. Усиление УФ излучения на межконфигурационном переходе 5d-4f иона Се3+ в BaY2Fg / А.А.Каминский, С.А.Кочубей, К.Н.Наумочкин,

76. E.В.Пестряков, В.И.Трунов, Т.В.Уварова // Квант.Электрон. 1989. - Т.16, N3. -С.513-516.

77. Lawson, J.K. The possibility of gain among the 5d-4f transitions of rare-earth ions / J.K.Lawson, S.A.Paine // OSA Proc. On Advanced Solid State Lasers / L.L.Chase and A.A.Pinto eds. Washington, DC: OSA, 1992. - V.13. - P.330-332.

78. Ehrlich, D.J. Tunable UV solid-state YLF laser at 325 and 309 nm / D.J.Ehrlich, P.F.Moulton, R.M.Osgood // Top.Meet. on Excimer Laser (Charleston, USA, Sep. 11-13, 1979) / Digest. Charleston (USA), 1979. - P.ThA 4/1-4.

79. Ehrlich, D.J. Optically pumped Ce3+:LaF3 laser at 286 nm / D.J.Ehrlich, P.F.Moulton, R.M.Osgood.Jr. // Opt.Lett. 1980. - V.5, N8. - P.339-341.

80. Waynant, R.W. Vacuum ultraviolet laser emissionfrom Nd3+:LaF3 / R.W.Waynant, P.H.Klein // Appl.Phys.Lett. 1985. - V.46, N1. - P.14-16.

81. Cashmore, J.S. Vacuum ultraviolet gain measurements in optically pumped LiYTVNd3* / J.S.Cashmore, S.M.Hooker, C.E.Webb // Appl.Phys.B. 1997. - V.64. - P.293-300.

82. Sevastyanov, B.K. Excited-state spectroscopy of laser crystals and tunable lasers / B.K.Sevastyanov // Proc. Indo-USSR Workshop On Growth and Charact. Laser and NonLinear Cryst., Bombay, Feb. 23-27, 1988. Bombay, 1989. - P.l-43.

83. Архангельская, B.A. Центры окраски в кристаллах типа флюорита, активированных редкоземельными элементами. (Обзор) / В.А.Архангельская // Спектроскопия кристаллов М.: Наука, 1970. - С.143-153.о I

84. Lim, K.-S. UV-induced loss mechanisms in a Ce :YLiF4 laser / K.-S.Lim, D.C.Hamilton //J. of Lum.- 1988.- V.40-41. P.319-320.

85. Lim, K.-S. Optical gain and loss studies in Ce3+:YLiF4 / K.-S.Lim, D.C.Hamilton // J. Opt. Soc. Am. B. 1989. - V.6, N7. - P.1401-1406.

86. Гурвич, A.M. Введение в физическую химию кристалло-фосфоров / Гурвич A.M. -М.: Высш.школа, 1982. 376 с.

87. Фигура, П.В. Дырочные F2" центры в кристаллах CaF2 / П.В.Фигура, А.И.Непомнящих, Е.А.Раджабов // Опт. и спектр. 1988. - Т.65. - С.940-942.

88. Тавшунский, Г. А. Радиационное окрашивание кристаллов L1YF4 / Г. А. Тавшунский, П. К. Хабибулаев, О. Т. Халиков, К. Б. Сейранян // ЖТФ. 1983. - Т. 53, N3. - С.803-805.

89. Renfro, G. М. Radiation effects in LiYF4/ G. M. Renfro, L. E.Halliburlon, W. A. Sibley, R. F. Bell// J. Phys. C: Sol. St. Phys. 1980.- V. 13, N9. - P. 1941 - 1950.

90. Никанович, M. В. Радиационные центры окраски в кристалле LiLuF4 / М. В. Никанович, А. П. Шкадаревич, Ю. С. Типенко, С. В. Никитин, Н. И. Силкин, Д. С. Умрейко// ФТТ. 1988. - Т. 30, N6. - С. 1861 - 1863.

91. Антонов-Романовский, В.В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров / ВВ. Антонов-Романовский М:Наука, 1966. - 324 с.

92. Semashko, V.V. Photodynamic nonlinear processes in UV solid state active media and approaches to improving material laser performance / V.V.Semashko, M.A.Dubinskii,

93. Liu, Z. Ultraviolet Spectroscopy and UV Lasers / Z.Liu, N.Sarukura, M.A.Dubinskii //Ultraviolet Spectroscopy and UV Lasers / P.Misra and M.A.Dubinskii, eds. New York-Basel (USA):Marcel Dekker Inc., 2002. - P.397-450.

94. Rambaldi, P. Efficient UV laser operation of Ce:LiLuF4 single crystal / P.Rambaldi, R.Moncorge, S.Girard, J.P.Wolf, C.Pedrini, J.Y.Gesland // OSA Trends in Optics and Photonics Washington, DC: OSA, 1998. - V.19. - P.10-12.

95. Coutts, D. W. Cerium-Doped Fluoride Lasers / D. W. Coutts, A. J. S. McGonigle // IEEE Journal of Quantum Electronics. 2004. - V. 40, N10. - P. 1430-1440.

96. Bayramian, A.J. Ce:LiSrAlF6 laser performance with antisolarant pump beam / A.J. Bayramian, C.D. Marshall, J.H. Wu, J.A. Speth, S.A. Payne, G.J. Quarles, V.K. Castillob // J. of Lum. -1996. V.69. - P.85-94.

97. Johnson, K.S. Efficient all-solid-state Ce:LiLuF laser source at 309 nm / K.S. Johnson, H.M. Pask, M.J. Withford, D.W. Coutts // Opt.Comm. 2005. - V.252. - P.l32-137.

98. Fabeni, P. Impurity centers for tunable laser in the ultraviolet and visible regions / P.Fabeni, G. P. Pazzi and L. Salvini // J. Phys.Chem.Solids. 1991. - V. 52, N1. - P. 299-317.

99. Pinto, J.F. High performance Ce3+:LiSrAlF6/LiCaAlF6 UV lasers with extended tenability / J.F. Pinto, L. Esterowitz and G.J. Quarles // Electronic Letters. 1995. - V.31, N23. -P.2009-2011.

100. Dubinskii, M.A. Active Medium for All-Solid-State Tunable UV Laser / M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Proc. OSA on

101. Advanced Solid-State Lasers, New Orleans, Louisiana, USA, Feb. 1-4, 1993 / A.Pinto and T.Fan, eds. Washington, DC: OSA, 1993. - V.15. - P.195-198.

102. Gektin, A. LiCaAlF6:Ce crystal: a new scintillator / A. Gektin, N. Shiran, S. Neicheva, V. Gavrilyuk, A. Bensalah, T. Fukuda, K. Shimamura // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2002. - V.486. - P.274-277.

103. Dubinskii, M.A A New Active Medium for a Tunable Solid-State UV Laser with an Excimer Pump / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva// Laser Physics 1994. - N4/3. - P.480-484.

104. Rambaldy, P. Efficient and stable pulsed operation of Ce: LiLuF4 around 308 nm / P.Rambaldy, R.Moncorge, J.P.Wolf, C.Pedrini, J.Y.Gesland // Opt.Comm. 1998. -V.146. -P.163-166.

105. Семашко, B.B. Проблемы поиска новых твердотельных активных сред ультрафиолетового и вакуумно-ультрафиолетового диапазонов спектра: роль фотодинамических процессов / В.В.Семашко // ФТТ. 2005. - Т.47, N5. — С.1450-1454.

106. Чукова, Ю.П. Антистоксова люминесценция и новые возможности ее применения / Ю.П.Чукова М.: Сов. радио, 1980. - 193 с.

107. Viebahn, V.W. Untersuchugen an quaternaren Fluoriden LiMe"Me"'F6 die struktur von LiCaAlF6/V.W. Viebahn//Z.Anorg. Allg.Chem. 1971. - V.386.-P.335-339.

108. Ono, Y. Structural study of colquiriite-type fluorides / Y.Ono, K.Nakano, K.Shimamura, T.Fukuda, T.Kajitani // Journal of Crystal Growth. 2001. - V. 229. - P. 505-509.

109. Lee, H.W.H. Excited-state absorption of Cr34" in LiCaAlF6: Effects of asymmetric distortions and intensity selection rules / H.W.H.Lee, S.A.Payne, L.L.Chase // Phys. Rev.B. 1989. -V.39, N13. -P.8907-8914.

110. Krupke, W.F. Spectroscopic and laser properties of Cr:LiCaAlF6 and CrrLiSrAlFe crystals / W.F.Krupke, S.A. Payne, L.L.Chase // Препр. Межд.конф. по перестраиваемым лазерам (Иркутск), 20-22 сент. 1989.

111. Sommerdijk, J.L. Line emission of LiBaF6:Eu / J.L.Sommerdijk, P.Vries, A.Bril // Philps J. of Research 1978. - V.33, N3/4. -P.l 17-123.

112. Куркин, И.Н. Исследование монокристаллов LiCaAlF6 с примесью редкоземельных ионов методами ЭПР / И.Н.Куркин, JI.Л.Седов, Ш.И.Ягудин // ФТТ. 1991. - N9. -С.2779-2780.

113. Шамовский, Л.М. Выращивание монокристаллов флюорита, активированных редкоземельными элементами / Л.М.Шамовский, П.М.Степануха, А.Д.Шушканов // В кн. Спектроскопия кристаллов. М.: Наука, 1970. - С.160-164.

114. Abdulsabirov, R.Yu. Analysis of Spin Hamiltonian for Fe3+ and Crystal Field Tensors in Crystals of LiCaAlF6 and LiSrAlF6 / R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva, I.I. Antonova. V.G. Stepanov // Appl. Magn. Reson. 1998. - V.15, N2. - P.145-154.

115. Marshall, C.D. Ultraviolet laser emission properties of Ce3+-doped LiSrAlFe and LiCaAlF6 / C.D.Marshall, S.A.Payne, J.A.Speth, W.F.Krupke, G.J.Quarles, V.Castillo, B.H.T.Chai // J. Opt. Soc. Am. B. 1994. - V.l 1, N10. - P.2054-2065.

116. Castillo, V.K. Progress in the crystal growth of Ce:colquiriites / V.K.Castillo, G.J.Quarles //J. of Crystal Growth 1997. - V.l 74. -P.337-341.

117. Shimamura, K. Growth and characterization of Ce-doped LiCaAlFe single crystals. / K. Shimamura, N. Mujilatu, K. Nakano, S.L.Baldochi, Z.Liu, H.Ohtake, N.Sarukura, T.Fukuda // J. of Crystal Growth. 1999. - V.l 97. - P.896-900.

118. Shimamura, K. Growth of Ce-doped LiCaAlFe and LiSrAlFg single crystals by Czochralski technique under CF4 atmosphere / K. Shimamura, S. L.Baldochi, N. Mujilatu, K. Nakano, Z.Liu, N.Sarukura, T.Fukuda // J. of Crystal Growth. 2000. -V.211. -P.302-307.

119. Dubinskii, M.A. Spectroscopy of a new active medium of a solid-state UV laser with broadband single-pass gain / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Laser Physics. 1993. - V.3, N1. - P.216-217.

120. Yamaga, M. The magnetic and optical properties of Ce3+ in LiCaAlF6. / M.Yamaga, D.Lee, B.Henderson, T.P.J.Han, H.G.Gallagher, T.Yosida // J.Phys.:Condens.Matter. -1998. V.10. - P.3223-3237.

121. Жучков, M.C. Оптические спектры ионов Gd3+ в кристаллах LiCaAlF6. / М.С.Жучков, В.В.Семашко, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблева, А.К.Наумов // Труды общефакультетского научного физического семинара студентов: сб.ст. -Казань, 2000. С.53-59.

122. Takahashi, H. Optical properties of Ce3+-ion-doped LiCaAlF6 crystals in vacuum ultraviolet region. / H.Takahashi, M.Sakai, S.Ono, N.Sarukura, H.Sato, T.Fukuda // Jpn. J. Appl. Phys. Part 2. 2003. - V.42, N.6B. - P.L660-L662.

123. Shiran, N. Energy storage in Ce-doped LiCaAlFe and LiSrAlF6 crystals / N.Shiran,

124. A.Gektin, S.Neicheva, V.Voronova, V.Kornienko, K.Shimamura, N.Ichinose // Radiation Measurements 2004. - V.38. - P.459-462.

125. Gektin, A.V. Energy transfer in LiCaAlF6:Ce3+ / A.V.Gektin, N.V.Shiran, S.V.Neicheva, M.J.Weber, S.E.Derenzo, W.W.Moses // J.of.Lum. 2003. - V. 102-103. - P.460-463.

126. Белан, B.P. Передача энергии возбуждения между ионами неодима в стекле /

127. B.Р.Белан, Ч.М.Брискина, В.В.Григорьянц, В.М.Маркушев // ЖЭТФ. 1969.- Т.57, N4(10).-С.1148-1159.

128. Григорьянц, В.В. Определение эффективного сечения вынужденного излучения ионов неодима в различных матрицах методом сброса люминесценции. / В.В.Григорьянц, М.С.Жаботинский, В.М.Маркушев // Квант.Электрон. 1981.- Т.8, N3. -С.571-575.

129. McCumber, D.E. Theory of photon terminated optical masers / D.E. McCumber // Phys.Rev. 1964. - V.134, N1. - P.A299-A306.

130. McCumber, D.E. Einstein relation connecting broadband emission and absorption spectra / D.E. McCumber // Phys.Rev. 1964. - V. 136, N2. - P. A954-A957.

131. Методы расчета оптических квантовых генераторов / под ред. Б.И.Степанова: Т.1 -Минск: Наука и техника, 1966 г. -484 е.; Т.2 Минск: Наука и техника, 1966 г. - 656 с.

132. Rigrod, W.W. Gain saturation and output power of optical masers. / W.W. Rigrod // J.Appl.Phys. 1963 -V.34. - P.2602-2609.

133. Schulz-DuBoris, E.O. Pulse sharping and gain saturation in traveling wave masers / Bell.Syst.Tech. J. 1964. - P.625-658.

134. Barnes, N.P. Comparison of Nd 1.06 and 1.33 цт operation in various hosts / Barnes N.P., D.J.Gettemy, L.Esterowitz, R.E.Allen // IEEE J.of Quant.Electr. 1987. - V.QE-23, N9. — P.1434-1454.

135. Moulton, P.F. Spectroscopic and laser characteristics of TKAI2O3. / J. Opt. Soc.Am. B. -1986. V.3. - P.125-133.

136. Dubinskii, M.A. Spectroscopy and Stimulated Emission of Nd3+ in Acentric CSY2F7 Host / M.A.Dubinskii, N.M.Khaidukov, I.G.Garipov, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Appl. Optics. 1992. - V.31. - P.4158-4160.

137. Дубинский, M.A. CsY2F7:Nd3+ новый низкопороговый фторидный лазерный материал / М.А.Дубинский, Н.М.Хайдуков, И.Г.Гарипов, А.К.Наумов, В.В.Семашко // Изв. Акад.Наук., сер.физ. - 1992. - Т.56, N12. - С.70-72.

138. Dubinskii, M.A. Ce3+-doped colquiriite a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // J.Mod.Opt. 1993. - V.40, N1.- P. 1-5.

139. Самсон, A.M. Влияние усиленной люминесценции на характеристики генерации твердотельных ОКГ // Журн. Приклад. Спектр. 1966. - Т.5, N1. - С.36-44.

140. Ландсберг, Г.С. Оптика / Г.С.Ландсберг М.: Наука, 1976. - 928 с.

141. Liu, Z. High-energy pulse generator from solid-state ultraviolet lasers using large Ce:fluoride crystals. / Z.Liu, K.Shimamura, T.Fukuda, T.Kozeki, Y.Suzuki, N.Sarukura // Opt. Mat. 2002. - V.19 - P. 123-128.

142. Govorkov, S. Efficient high average power and narrow spectral linewidth operation in Ce:LiCAF laser at 1 kHz repetition range / S.Govorkov, A.Wiessner // OSA TOPS

143. Volume of Advanced Solid State Lasers / W.R.Bosenberg and M.M.Fejer eds.-Washington, DC: OSA, 1998. V.19.- P.2-5.

144. Pinto, J.F. Tunable solid-state laser action in Ce3+:LiSrAlF6 / J.F.Pinto, G.H.Rosenblatt, L.Esterowitz, V.Castillo and G.J.Quarles // Electron. Lett. 1994. - V.30, N3. - P.240-241.

145. Merenga, H. Positions of 4f and 5d energy levels of Ce3+ in the band gap of CeF3, YAG and LSO. / H.Merenga, J.Andriessen, C.W.E. van Eijk. // Rad.Measur. 1995. - V.24, N4. - P.343-346.•э i

146. Van Eijk, C.W.E . Ce -doped inorganic scintillators. / C.W.E van Eijk, J.Andriessen, P.Dorenbos, R.Visser // Nucl.Instr. and Methods in Phys.Res.A 1994 - V.348. - P.546-550.

147. Wojtowitcz, A.J. Electron traps and scintillation mechanism in YAlC>3:Ce and LuA103:Ce scintillators. / A.J.Wojtowicz, J.Glodo, W.Drozdowskii, K.R.Przegietka // J. of Lum. 1998. - V.19. - P. 275-291.

148. Kaminskii, A.A. Stimulated Emission Spectroscopy of Ln3+-ions in tetragonal LiLuF4 fluoride // Phys. Stat. Sol. (a). 1986. - V.97, N1. - P.K53-K58.1. О I

149. Combes, С. M. Optical and scintillation properties of Ce doped LiYF4 and LiLuF4 crystals/ С. M. Combes, P. Dorenbos, C. W. E. van Eijk, C. Pedrini, H. W. Den Hartog, J. Y. Gesland, P. A. Rodnyie// J. of Lum. 1997. - V.71. - P. 65-70.

150. Verweij, J. W. M. Fluorescence of Ce3+ in LiREF4 (RE=Gd, Yb)/ J. W. M. Verweij, C. Pedrini, D. Bouttet, C. Dujardin, H. Lautesse, B. Moine// Opt.Mat. 1995. - V.4. - P. 575-582.

151. Ranieri, I. M. Growth of LiY(ix.y)LuxNdyF4 crystals for optical applications/ I. M. Ranieri, S. P. Morato, L. C. Courrol, H. M. Shihomatsu, A. H. A. Bressiani, N. M. P. Moraes// Journal of Crystal Growth. 2000. - V.209. - P. 906-910.

152. Коршунов, Б. Г. Диаграммы плавкости галогенидных систем переходных элементов / Б. Г. Коршунов, В. В. Сафонов, Д. В. Дробот. М.: Металлургия, 1977. -248 с.

153. Baldochi, S.L. Ce-doped LiYF4 growth under CF4 atmosphere. / S.L.Baldochi, K.Shimamura, K.Nakano, N.Mujilatu, T.Fukuda // J. of Crystal.Growth. 1999. - V.205. -P.537-542.

154. Ranieri, I.M. Crystal growth of Ce:LiLuF4 for optical applications. / I.M.Ranieri, K.Shimamura, K.Nakano, T.Fujita, Z.Liu, N.Sarukura, T.Fukuda // J. of Crystal Growth- 2000. V.217. - P.151-156.

155. Старостин, H.B. Новые аспекты в теории кристаллического поля применительно к редкоземельным активаторам / Н.В.Старостин // Физика и спектроскопия лазерных кристаллов / А.А.Каминский и др. М.: Наука, 1986. - Гл.2. - С.62-84.

156. Moine, B. Spectroscopic and scintillation properties of cerium-doped LuF3 single crystals / B.Moine, C.Duardin, H.Lautesse, C.Pedrini, C.M.Combes, A.Belsky, P.Martin and J.Y.Gesland // Materials Science Forum 1997. - V.239-241. - P.245-248.

157. Laroche, M. Beneficial effect of Lu3+ and Yb3+ ions in UV laser materials / M.Laroche, S.Girard., R.Moncourge, M.Bettinelli, R.Abdulsabirov, V.Semashko // Opt. Materials — 2003. V.22,N2 - P.147-154.

158. Кравченко, В.Б. Кристаллохимические проблемы изоморфизма в лазерных кристаллах / В.Б.Кравченко // Физика и спектроскопия лазерных кристаллов /

159. B.Н.Ефимов, А.С.Низамутдинов.

160. Кораблева, C.JI. Выращивание монокристаллов двойных фторидов со структурой перовскита и шеелита и исследование их методами ЭПР: Авторефератдиссертации.канд. физ.-мат. наук / С.Л.Кораблева; Казанский гос. ун-т. Казань, 1985.- 16 с.

161. Иванова, И.А Выращивание монокристаллов двойных фторидов лития -редкоземельных металлов и их свойства / Иванова И.А., Морозов A.M., Петрова М.А., Подколзина И.Г., Феофилов П. П. // Неорг.мат. 1975. - Т.11, N11. - С. 21752179.j I

162. Апаев, Р.А. Межконфигурационные 4/^5с?-переходы иона Се в кристалле LiYF4 / Р.А.Апаев, М.В.Еремин, А.К.Наумов, В.В.Семашко, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблева // Оптика и Спектроскопия. 1998. - Т.84, N5. - С.816-818.

163. Kirikova, N.Yu. Low-temperature high-resolution VUV spectroscopy of Ce3+ doped LiYF4, LiLuF4 and LUF3 crystals/ N.Yu.Kirikova, M.Kirm, J.C.Krupa, V.N. Makhov, E.Negodin, J.Y.Gesland // J. of Lum. -2004. V.110. - P. 135-145.

164. Лазеры на красителях / под ред. Ф.П.Шефера. М.: Мир, 1976. - 329 с.

165. Visser, R. Energy levels of the CeFnn center in BaF2 and implications for the cerium excitation kinetics / R. Visser, J. Andriessen, P. Dorenbos, C.W.E. van Eijk // J. of Lum. 1994. - V. 60&61. - P. 983- 986.

166. Марисов, M.A. Спектрально-кинетические характеристики ионов Ce3+ в кристаллах двойных фторидов со структурой шеелита. / М.А.Марисов, А.С.Низамутдинов,

167. В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблева. // ФТТ 2005. -Т.47, N5. - С.1406-1408.

168. Антонов-Романовский, В.В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров / В.В. Антонов-Романовский. М: Наука, 1966. - 342 С.

169. Низамутдинов, А.С. Влияние катионов основы на спектрально-кинетические ио Iлазерные характеристики кристаллов Се :LiMeF4 (Me = Y, Lu, Yb): дис. . к.ф.-м.н.: 01.04.05.: защищена 29.05.2007 : утв. 12.10.2007 / Низамутдинов А.С. Казань -2007.- 139 с.

170. Батыгов, C.X. Процессы окисления-востановления в у-облученных кристаллах CaF2-TR3+ / С.Х.Батыгов // / Спектроскопия кристаллов — М.: Наука, 1970. с.167-169.

171. Низамутдинов, А.С. Исследование фотодинамических процессов в кристаллах CaF2:Ce+Yb / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров,

172. С.Л.Кораблева // Труды VII-Всероссийской молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (30 окт.-1 нояб. 2003 г.):сб.ст -Казань, 2003. С 339-344.

173. Низамутдинов, А.С. Исследование фотодинамических процессов в кристаллах CaF2, активированных ионами Се3+ и Yb3+ / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблева, М.А.Марисов // ФТТ — 2005. -Т.47, N5.-С. 1403-1405.

174. Happek, U. Electron transfer processes in rare earth doped insulators / U. Happek , S.A. Basun, J. Choi, J.K. Krebs , M. Raukas // J. of Alloys and Compounds. 2000. -V.303-304.-P. 198-206.

175. Gromov, V.V. Photostimulated processes in the УзАЬО^Се single crystals under nanosecond optical excitation / V.V.Gromov, N.Yu.Konstantinov, W.Helmstreit and L.G.Karaseva // Radiat.Phys.Chem. 1989. - V.34, N4. - P.629-631.

176. Kaczmarek, S.M. Radiation induced recharging of cerium ions in Nd, СегУзАЬО^ single crystals / S.M.Kaczmarek, D.J.Sugak, A.O.Matkovskii, Z.Maroz, M.Kwasny, A.N.Durygin // Nucl.Inctr. and Meth.in Phys.Res. В.- 1997. V.132. - P.647-652.

177. Низамутдинов, A.C., Фотодинамические процессы в новой УФ активной среде!

178. KY3.xYbxFio:Ce / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблева / VI-Всероссийская молодежная научная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия», 31 окт.-2 нояб. 2002 г.: сб.ст. -Казань, 2002. С. 197-203.

179. Naumov, А.К. Spectral-kinetic and photochemical properties of Ce3+:Na4Y6-xYbxF22 single crystals / A.K.Naumov, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva,

180. A.S.Nizamutdinov, E.Yu.Gordeev // Proc. SPIE of Int. Reading on Quant. Opt., IRQO'03. 2004 - V.5402. -P.430-437.

181. Поливин, A.H. Исследование усилительных свойств серии кристаллов смесей LiF1 I

182. YF3-LUF3, активированных ионами Се / А.Н.Поливин, А.С.Низамутдинов,

183. B.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, СЛ.Кораблева // X Международная молодежная научная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия», 23-26 окт. 2006 г.: сб.ст. Казань, 2006. - Вып.Х. - С.217-220.

184. Паркер, С. Фотолюминесценция растворов / С. Паркер М.:Мир, 1972. - 510с.

185. Laroche, М., Materiaux dopes Се3+ et Рг3* pour laser UV accordable tout-solide: croissance cristalline, spectroscopic dans les etats excites, fonctionnement laser.: Doctoral thesis, Universite de Caen / M.Laroche Caen (France), 2001. - 236 p.

186. McGonigle, A.J.S. Temperature-dependent polarization effects in Ce:LiLuF / A.J.S.McGonigle, R.Moncorge, D.W.Coutts // Applied Optics. 2001. - V.40, N24. -P.4326-4333.

187. Johnson, K.S. Efficient all-solid-state Ce:LiLuF laser source at 309 nm / K.S.Johnson, H.M.Pask, M.J.Withfold, D.W.Coutts // Opt.Comm. 2005. - V.252. - P.132-137.I

188. Pogatshnik, D.J. Rate equation description of multy-photon creation of color centers and simultaneous one-photon annihilation. / D.J. Pogatshnik and D.S.Hamilton // J. of .Lum. 1987. — V.38. - P.201-203.

189. Sarukura, N. Ce3+:LuLiF4 as a Broad Band Ultraviolet Amplification Medium / N.Sarukura, Z.Liu and Y.Segawa, K.Edamatsu, Y.Suzuki and T.Itoh, V.V.Semashko,

190. A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Opt.Lett. — 1995.-V.20, N3. P.294-297.

191. Frantz, L.M. Theory of pulse propagation in laser amplifier. / L.M.Frantz, J.S.Nodvick // J. Appl. Phys. 1963. - V.34. - P.2346-2349.

192. Johnson, K.S. Ce:LiLuF4 Lasers: Ph.D Thesis / K.S. Johnson Oxford Univ. - Oxford (UK), 2003.-P.207.

193. Semashko, V.V. Laser tests as a tool for studying photodynamic processes in UV active media / V.V.Semashko, A.K.Naumov, A.S.Nizamutdinov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // SPIE Proc. Of Int. Reading on Quantum Opt., IRQO'03.- 2004-V.5402 P.421-429.

194. McGonigle, A.J.S. A 380 mW 7-kHz cerium LiLuF laser pumped by the frequency doubled yellow output of a copper-vapor-laser. / A. J. S. McGonigle, D. W. Coutts, and С. E. Webb // IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 1999. - V.5. - P. 1526-1531.

195. Kochener, W. Solid-state engineering./ W.Kochener Spinger-Verlag, 1992. — 634 c.

196. Дорошенко, M.E. Генерационные свойства кристалла гадолиний-галлиевого граната с неодимом на переходе 4F3/2~Ii3/2 (А,=1.33 мкм) / М.Е.Дорошенко,

197. B.В.Осико, В.Б.Сигачев, М.И.Тимошечкин // Квант.электр. 1991. - Т.18, N7.1. C.298-300.

198. Gayen, S.K. Analysis of the lowest 4f-5d two-photon transition in Ce3+:CaF2 / S.K.Gayen, D.S.Hamilton, R.H.Bartram // Phys.Rev.B. 1986. - V.34, N11- P.7517-7523.

199. Sztrucki, J. Two-photon f-d absorption in lanthanide complexes with anisotropic ligands / J.Sztucki, W.Strek // Chemical physics. 1990. - V.143. - P.347-357.

200. Dubinskii, M.A On the possibility of ultraviolet lasing on f-f transitions in Nd3+ ion. / M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L Korableva., A.K.Naumov, V.V.Semashko // Laser Physics. 1992. - V.2, N3. - P.239-240.

201. Dubinskii, M.A. Efficient LaF3:NdJ -basedvacuum-ultraviolet laser at 172 nm / M.A.Dubinskii, A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, V.V.Semashko // J.Opt.Soc.Am.B.- 1992. V.9, N6. - P. 1148-1150.

202. Payne, S.A. Transient gratings by 4f-5d excitation of rare earth impurities in solids. / S.A.Payne, G.D.Wilke //J.of Lum. 1991.- V.50. - P.159-168.

203. Thogersen, J. Stepwise multiphoton excitation of the 4f5d configuration in1. Nd3+:YLF. /

204. J.Thogersen, J.D.Gill, H.K.Haugen // Opt.Comm. 1996. - V.132. - P.83-88

205. Guyot, Y. Efficient 4f(4F3/2)-4f5d excited-state absorption in Nd3+ doped fluoride crystals. / Y.Guyot, S.Gay, M.F.Joubert. // J.of Alloys and Compounds. 2001. - V.323-324. - P.722-725.

206. Laroche, M. Un-conversion in Nd:YLF. / M.Laroche, S.Girard, R.Moncorge, K.Lebbou, T.Fukuda, M.Bettinelli // CLEO Europe 2001, (Munich, Germany, 18-22 June 2001) Tech.Digest. Munich (Germany): IEEE, 2001. - P.55.

207. Nikolas, S. 4f to 4f5d excited state absorption in Pr3+-doped crystals. / S. Nicolas, E. Descroix, Y. Guyot, M.-F. Joubert, R. Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, A. K. Naumov and V. V. Semashko // Opt. Mat. 2001. - V.l6. - P.233-242.

208. Renfro, G.M. Optical transitionsof PrJT and ErJT ions in LiYF4. / G.M.Renfro, J.C.Windscheif, W.A.Sibley, and RJF.Belt. // J.Lum. 1980. - V.22. - P.51-68.

209. Faucher, M.D. 4f/4f configuration in LiYF4:Pr3+ / M.D.Faucher, O.K.Moune // Phys.Rev.A. 1997. - V.55, N.6. - P.4150-4154.

210. Марфунин, А.С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах / А.С.Марфунин. М.: Недра, 1975. - 327 с.

211. Laroche, М. f-d luminescence of Pr3+ and Ce3+ in the chloro-elpasolite CsNaYCl6 / M.Laroche, M.Bettinelli, S.Girard, R.Moncorge // Chem.Phys.Lett. 1999. - V.311. -P.167-172.

212. Laroche, M. Experimental and theoretical investigation of the 4f-4f'l5d transitions in YP04:Pr!+ and YP04:Pr3+,Ce3+ / M.Laroche, S.Girard, J.Margerie, R.Moncorge M.Bettinelli and E.Cavalli // J.Phys.:Condens.Matter. 2001. - V.13. - P.765-776.I

213. Waynant, R.W. Vacuum ultraviolet laser emission from Nd :LaF3 / R.W. Waynant // Appl. Phys. B. 1982. - V.28, - P.205-207.

214. Девяткова, JI.И. Вакуумная ультрафиолетовая люминесценция монокристаллов ЬаБз / Л.И.Девяткова, П.М.Лозовский, В.В.Михайлин, Т.В.Уварова, С.П.Чернов, А.В.Шепелев, П.Б.Эссельбах // Письма в ЖЭТФ. 1978. - Т.27, N.11.- С.609-611.

215. Девяткова, Л.И. Вакуумная ультрафиолетовая люминесценция монокристаллов LaF3 / Л.И.Девяткова, П.М.Лозовский, В.В.Михайлин, С.П.Чернов, А.В.Шепелев, П.Б.Эссельбах // УФН 1978. - Т. 126, N.4. - С.696-698.

216. Lynch, D.W. Vacuum ultraviolet reflectivity of crystalline LaF3 and PrF3 / D.W.Lynch, C.G.Olson // Sol.State.Comm. 1973. - V.12. - P.661-663.

217. Звелто, О. Принципы лазеров / О.Звелто. М.: Мир, 1990. -558 с.

218. Sargent, М III. Theory of Laser Operation / M.Sargent III, M.O.Scully // Laser Handbook / F.T.Arecchi and E.O.Schultz-DuBois, eds. North-Holland, Amsterdam, 1972. - P.45-114

219. Sarukura, N. Ti:chrysoberyl as a high-saturated-fluence amplification medium for Ti:sapphire lasers / N.Sarukura, Y.Segawa, K.Yamagishi // OSA Proc. on Adv. Solid-State Lasers / A.A.Pinto, T.Y.Fan. eds.- Washigton, DC: OSA,1993. V.15. - P.299-302.I

220. Alderighi, D. Experimental evaluation of the CW lasing threshold for a Ce:LiCaAlF6 laser / D.Alderighi, G.Toci, M.Yannini, D.Parisi, M.Tonelli // Optics Express 2005. -V.13, N.19. -P.7256-7264.

221. Гордеев, Е.Ю. Исследование оптических свойств кристалла Na4Y6F22, активированных ионами Се3+ и Yb3+ при интенсивной лазерной накачке / Е.Ю.Гордеев, А.К.Наумов, В.В.Семашко, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблева // ФТТ-2008. Т. 50, N8 - С.1420-1423.

222. Roess, D. Giant pulse shortering by resonator transients. / D.Roess. // J.Appl.Phys. -1966. V.37. - P.2004-2006.

223. Тарасов, Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения / Л.В.Тарасов — М.: Радио и связь, 1981. 440 с.

224. Машкевич, B.C. Кинетическая теория лазеров / В.С.Машкевич -М:Наука, 1971. -472 с.

225. Lin, С. Subnanosecond tunable due laser pulse generation by controlled resonator transients. / C.Lin, C.V.Shank // Appl.Phys.Lett. 1975. - V.26. - P.389-391.

226. Liu, Y.S. Nanosecond pulse generation from a self-injected Laser-pumped dye laser using a novel cavity-flipping technique / Y.S.Liu // Opt.Lett. 1978. - V.3, N.5. - P.167-169.

227. Liu, Y.S. Generation of high-power nanosecond pulses from a Q-switched Nd:YAG oscillator using intracavity -injecting technique / Y.S.Liu // Opt.Lett. 1979. - V.4, N.ll.-P.372-374.

228. Pinto, J.F. Extended Wavelength Coverage of a Ce3+:LiCAF Laser Between 223 and 243 nm by Sum Frequency Mixing in v-Barium Borate / J.F.Pinto, L.Esterowitz, T.J.Carrig / Appl. Opt. 1998. - V.37. - P.1060-1061.

229. Petersen, A.B. Diode-pumped tunable cerium UV lasers / A.B.Petersen : Technical Digest of IEEE Laser and Electro-Optics Soc. Annual. Meeting LEOS'96 (18-19 Nov 1996) -V.l. P. 92-93.

230. Гурзадян, Г.Г. Нелинейно-оптические кристаллы / Г.Г.Гурзадян, В.Г.Дмитриев, Д.Н.Никогосян. -М.: Радио и связь, 1991. — 160 с.

231. Skutnik, B.J. All-silica, nonsolarazing optical fibers for UV spectroscopy. Электронный ресурс. / B.J.Skutnik. Режим доступа: http://www.ceramoptec.de/pdl7Bolesh02-Ol.pdf, свободный

232. Genter, P. Tunable 1 Khz Ce:LiCAF Laser, pumped by St&rLine™ ат 266 nm / P.Genter, S.Gobvorkov, U.Stamm, W.Zschocke, D.Basting // A publication by Lambda Physik. -1997. Sci.Rep.N.8. - P.l-2.