Динамика оптических спектров примесных центров в кристаллических и аморфных матрицах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

КАРИМУЛЛИН Камиль Равкатович

ДИНАМИКА ОПТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И АМОРФНЫХ МАТРИЦАХ: ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДАМИ КОГЕРЕНТНОГО И НЕКОГЕРЕНТНОГО ФОТОННОГО ЭХА

01.04.05 - оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

~ 3 /ЗЕК 2009

КАЗАНЬ-2009

003486544

Работа выполнена на кафедре оптики и нанофотоники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина» и в отделе молекулярной спектроскопии Учреждения Российской академии наук «Институт спектроскопии РАН»

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Виталий Владимирович Самарцев

Научный консультант:

доктор физико-математических наук Андрей Витальевич Наумов

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Александр Израилович Фишман

доктор физико-математических наук, профессор Иван Иванович Попов

Ведущая организация: Самарский филиал Физического института

им. П.Н. Лебедева РАН

Защита состоится « 17 » декабря 2009 года в 14м часов на заседании диссертационного совета Д 212.081.07 в Казанском государственном университете им. В.И. Ульянова-Ленина по адресу: 420008, г. Казань, ул. Кремлёвская, д. 18.

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

Автореферат разослан « 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук

Д.И. Камалова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одним из важнейших факторов, способствовавших интенсивному развитию оптической спектроскопии, стало создание мощных источников монохроматического когерентного излучения - лазеров. Развитие лазерной техники тесно связано со спектроскопией примесных кристаллов. Спектроскопические исследования твердотельных сред, допированных редкоземельными ионами, стали основой для их применения в квантовой электронике. С открытием явления фотонного эха (в особенности долгоживущего эха) стали интенсивно развиваться такие области нестационарной лазерной спектроскопии и нелинейной оптики, как оптическая эхо-спектроскопия и когерентная оптическая обработка информации. Созданные на основе оптических переходных явлений запоминающие устройства и эхо-процессоры — это примеры конкретных разработок в области когерентной информатики.

Кристаллы, допированные трёхзарядными редкоземельными ионами, находят широкое применение в науке и технике. Современные разработки в данной области направлены на поиск новых активных сред для лазерной генерации в ультрафиолетовом диапазоне, новых оптических сцинтилляторов и преобразователей излучения. Особенности динамики некоторых спектральных переходов примесных центров в кристаллах, в частности, уникально большие времена фазовой релаксации, обусловили использование таких кристаллов в качестве носителей информации в оптических запоминающих устройствах и эхо-процессорах. Поэтому актуальность исследований динамики оптических спектров примесных твердотельных сред обусловлена интенсивным поиском новых носителей информации и оптимальных режимов функционирования устройств для когерентной оптической обработки информации.

Подавляющее большинство эхо-экспериментов выполняется в образцах с низкой концентрацией примеси, содержание которой обычно не превышает 1 ат.%. С увеличением концентрации'внедрённых в кристаллическую матрицу ионов между ними возникает мультипольное взаимодействие, сопровождаемое уширением спектральных линий и тушением сигналов люминесценции. Несмотря на негативное (в основном) влияние увеличения степени допирования на динамику спектральных переходов, в некоторых случаях высокая

концентрация примеси может оказаться полезной. Очевидное преимущество использования высококонцентрированных кристаллов заключается в достижении большой оптической плотности, что особенно важно для систем квантовой памяти, а также при работе с тонкими образцами. Однако при высокой степени допирования концентрационное тушение начинает препятствовать надёжной регистрации сигналов фотонного эха, в связи с чем необходимо применять новые высокочувствительные методы регистрации слабых оптических откликов. Первой целью диссертационного исследования была разработка методики низкотемпературной оптической когерентной эхо-спектроскопии высококонцентрированных примесных кристаллов.

- Эксперименты по изучению динамики неупорядоченных (аморфных) сред также являются весьма актуальными и практически значимыми на сегодняшний день. Среды с отсутствием дальнего порядка в расположении атомов (молекул): разнообразные полимеры, органические стекла, полупроводниковые структуры, а также многочисленные биологические объекты, распространены повсеместно. Большинство нанообъектов, наноструктур органической природы и метаматериалов также относится к неупорядоченным соединениям. Синтез аморфных структур с заданными свойствами и создание на их основе новых приборов являются одними из важных направлений современной науки и техники. Повсеместное использование и необходимость в разработке новых материалов и структур на основе неупорядоченных органических веществ делают актуальным изучение их свойств. В данной работе оптические свойства аморфных соединений (полимеров) исследуется при помощи спектроскопии некогерентного фотонного эха. Примесные центры, а именно - хромофорные молекулы, внедряемые в малой концентрации в аморфные матрицы, играют в данном случае роль чувствительных спектральных зондов.

Большинство экспериментальных исследований оптических спектров примесных молекул в аморфных соединениях выполняется при криогенных температурах. Это связано с простотой процедуры интерпретации данных низкотемпературных экспериментов и возможностью исследования иерархии процессов, вносящих вклад в динамику спектральных переходов и последовательно активизирующихся с ростом температуры. Вместе с тем, проблема исследования свойств неупорядоченных веществ в области промежуточных и особенно в области высоких (вплоть до комнатных и выше) температур остаётся весьма важной задачей. Развитие методов

высокотемпературной спектроскопии аморфных сред во многом определяет дальнейший прогресс как в области фундаментальных исследований, так и в области практических приложений, связанных с созданием твердотельных материалов с заданными свойствами и с изучением биологических объектов. Второй целью диссертационного исследования стала разработка методики высокотемпературной спектроскопии аморфных сред в режиме некогерентного фотонного эха.

Практическая и научная значимость

Результаты исследований по оптической когерентной эхо-спектроскопии примесных кристаллов могут рассматриваться в качестве рекомендаций при создании устройств оптической памяти большой ёмкости и высокопроизводительных процессоров на основе явления фотонного эха. Разработки в области некогерентной оптической эхо-спектроскопии неупорядоченных сред при высоких температурах могут быть использованы для построения систем неразрушающего контроля и диагностики, например, для исследования быстропротекающих процессов в биологических средах.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Впервые на примере кристалла алюмо-итгриевого граната детектированы и исследованы сигналы первичного, стимулированного и аккумулированного фотонного эха в кристалле с высокой (10 ат.%) концентрацией примесных ионов. Проведение таких экспериментов стало возможным благодаря созданию низкотемпературного оптического эхо-релаксометра, функционирующего в режиме счёта фотонов.

2. Впервые методом четырёхволнового смешения с использованием некогерентного лазерного источника исследована температурная зависимость однородной ширины линии спектрального перехода Si~S0 молекул тетра-терт-бутилтеррилена в матрице полиизобутилена в диапазоне температур от 77,3 до 300 К.

3. Впервые методика некогерентного фотонного эха применена для исследования высокотемпературной динамики оптических спектров примесных амофных сред в условиях повышенного внешнего гидростатического давления.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Высокая степень допирования кристаллов, несмотря на наличие сильного концентрационного тушения оптических откликов, позволяет получать материалы с заданными спектральными свойствами и управлять параметрами фазовой релаксации примесных ионов. Созданный низкотемпературный оптический эхо-релаксометр, функционирующий в режиме счёта фотонов, позволяет исследовать сигналы фотонного эха в высококонцентрированных активированных кристаллах типа YAG:Tm3+ с содержанием примесных ионов до 10 ат. %.

2. Основной вклад в однородное уширение спектрального перехода Si-S0 молекул тетра-терт-бутил-террилена в матрице полиизобутилена при температурах от 77,3 до 300 К вносит взаимодействие примесных центров с акустическими фононами. Переход к данному механизму уширения от механизма, обусловленного взаимодействием хромофорных молекул с квазилокализованными колебательными возбуждениями матрицы, происходит при температуре Т,г=25 К.

3. Спектроскопия некогерентного фотонного эха в хромофорных молекулах, внедрённых в полимерные матрицы в качестве спектральных зондов, позволяет исследовать оптические свойства этих матриц при высоких температурах и повышенном давлении. Созданная экспериментальная установка по контролю и измерению давления позволяет исследовать высокотемпературную динамику оптических спектров в примесных аморфных соединениях при высоком давлении.

Достоверность полученных результатов обеспечивается надежностью и корректностью используемых экспериментальных методов, тщательностью исполнения экспериментов и обработки полученных экспериментальных данных, а также воспроизводимостью результатов.

Апробация работы

Результаты исследований по теме диссертации докладывались на всероссийских и международных конференциях, симпозиумах и научных школах: VII Всероссийская и VIII-XIII Международные молодёжные научные школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2003-2009 г.г.), VII и VIII Международный симпозиум по фотонному эху и когерентной

спектроскопии (PECS-2005, Калининград и PECS-2009, Казань), X Международные чтения по квантовой оптике (IWQ02007, Самара), XI и XII Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн» и XI Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» (Звенигород, 2007-2009 г.г.), II-IV Международные научные школы «Наука и инновации» (Йошкар-Ола, 2007-2009 г.г.), XVI Международный симпозиум по молекулярной спектроскопии высокого разрешения (HighRus-2009, Иркутск, 2009 г.), а также на VII и VIII научных конференциях молодых учёных, аспирантов и студентов НОЦ КГУ «Материалы и технологии XXI века» (2007 и 2008 г.г.), итоговых научных конференциях Казанского государственного университета, семинарах отдела молекулярной спектроскопии Института спектроскопии РАН, семинарах лаборатории нелинейной оптики и итоговых научных конференциях Казанского физико-технического института им. Е.К. Завойского КазНЦ РАН (2005-2008 г.г.).

По материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ, из них 8 статей в центральной печати, 21 публикация в сборниках трудов конференций и других рецензируемых изданиях.

Личный вклад автора

Разработка, создание и модификация экспериментальной аппаратуры, проведение экспериментальных исследований, интерпретация, обработка и анализ полученных результатов осуществлялись автором самостоятельно либо при его непосредственном участии. В большинстве совместных работ автором диссертации выполнена основная часть исследований.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка цитированной литературы и приложения. Общий объём диссертационной работы составляет 160 страниц машинописного текста, включая 50 рисунков, ¿ таблицу и список цитированной литературы из 236 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении указана и обоснована актуальность выбранной научной темы и её направленность, сформулирована цель диссертации и её основные задачи,

приведены защищаемые научные положения, отмечена новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе описываются основные особенности оптических спектров и динамики спектральных переходов примесных центров в кристаллах и неупорядоченных средах. Рассматривается спектроскопия кристаллов, допированных редкоземельными ионами и приводится обзор литературы по существующим методам и основным результатам исследований оптических спектров примесных центров в кристаллических матрицах. Кроме того глава 1 посвящена особенностям внутренней динамики неупорядоченных твердотельных сред. Рассмотрены специфические низкоэнергетические возбуждения, присущие аморфным системам, и проанализировано их влияние на спектры примесных хромофорных молекул. Приводится обзор методов исследования динамики оптических спектров примесных центров в аморфных матрицах и их основных результатов.

3 (Ю ШИЯШ котировочный лазер

кольцевой лазер 3

3 Л обр Л А АОМ-2 Д Ф ФЭУ

Рис. 1. Блок-схема экспериментальной установки «оптический эхо-процессор». Обозначения: 3 - зеркало со 100%-отражением, ПП - полупрозрачная пластина, Л - линза, Д - диафрагма, Ф - блок ослабителей (светофильтров), П -поляризатор, А - анализатор, ФЭУ - фотоэлектронный умножитель, АОМ -акустоопткческий модулятор, ИМО - измеритель мощности излучения, ИДВ -спектрометр длин волн, обр - образец в оптическом криостате.

Вторая глава содержит описание экспериментальных установок, которые использовались в исследованиях твердотельных примесных сред методами когерентного и некогерентного фотонного эха.

Описан импульсный эхо-спектрометр на основе лазера на красителе и созданная при непосредственном участии автора экспериментальная установка по фотонному эху - «оптический эхо-процессор». Схема установки показана на

рис. 1. Отличительной особенностью созданного эхо-спектрометра является система детектирования слабых оптических эхо-откликов, работающая в режиме счёта фотонов. Подробно рассматривается высокочувствительный метод детектирования слабых оптических откликов.

Описаны спектрометр некогерентного фотонного эха, а также конфокальный люминесцентный микроскоп-спектрометр, созданный автором и предназначенный для контроля и измерения внешнего гидростатического давления в исследованиях неупорядоченных примесных сред под давлением. Основным элементом некогерентного эхо-спектрометра является широкополосный шумовой (некогерентный) лазер на красителе с поперечной накачкой, построенный по безрезонаторной схеме. Спектр излучения такого лазера определяется спектром люминесценции используемого красителя и не имеет модовой структуры. Для регистрации сигналов фотонного эха используется высокочувствительная охлаждаемая ПЗС-камера с внутренним размножением электронов PCO SensiCam EM.

Для постановки экспериментов по исследованию динамики спектров примесных неупорядоченных сред при больших давлениях была разработана, создана и апробирована в эксперименте оптическая камера высокого давления. Камера представляет собой устройство, при помощи которого небольшое количество исследуемого образца сдавливается внутри гаскеты (медной либо латунной прокладки с отверстием), зажатой между двух сапфировых наковален. Наковальни вкладываются внутрь металлических цилиндров, которые прижимаются друг к другу при помощи микрометрических винтов. Максимальное развиваемое в камере давление составляет около 3 ГПа.

На рис. 2 представлена схема конфокального микроскопа - спектрометра, предназначенного для измерения давления в камере высокого давления по сдвигам спектров флуоресценции микрокристаллов рубина, внедрённых в исследуемый образец. Измерение давления основано на регистрации изменения расстояния между линиями в дублете флуоресцентного излучения рубина с центральной длиной волны /1=692,76 нм при варьировании давления. Давление определяется либо по сдвигу линий, либо по величине расщепления дублета. Чувствительная ПЗС-матрица позволяет регистрировать сигнал флуоресценции кристаллов размером менее микрометра. По рассчитанным спектральным параметрам дублета рубина определяется давление, прикладываемое к образцу, с относительной погрешностью не более 50 МПа. При помощи дополнительных

элементов (делительной пластины, объектива на микрометрической подвижке и у/еЬ-камеры) можно прецизионно перемещать образец, визуально контролируя положение микрокристаллов рубина в поле зрения микроскопа.

Рис. 2. Принципиальная схема установки для измерения давления в камере высокого давления. 1 - образец с внедренным в него микрокристаллом рубина, помещенный в камеру высокого давления; 2 - объектив для фокусировки лазерного излучения на микрокристалле; 3 и 4 — светоделительные пластинки; 5 -фокусирующая линза; 6 — входная щель спектрометра; 7 - входное зеркало спектрометра; 8 - дифракционная решетка; 9 - объектив; 10 - %'еЬ-камера для регистрации положения микрокристалла рубина в образце и фокусировки на нём лазерного излучения (слева — пример изображения с камеры); 11 -чувствительная ПЗС-камера для регистрации спектра люминесценции микрокристалла рубина (слева - пример регистрации дублета); 12 - выходное зеркало спектрометра.

В третьей главе рассмотрена методика оптической когерентной эхо-спектроскопии и приведены результаты по исследованию фотонного эха в кристаллах с высоким содержанием примеси. Дано описание различных видов сигналов фотонного эха и экспериментальных методов оптической когерентной эхо-спектроскопии, обоснован выбор объектов исследования - примесных кристаллов, активированных трёхзарядными ионами тулия, приведены результаты спектроскопического исследования образцов.

Описывается эксперимент по оптической когерентной эхо-спектроскопии кристалла алюмо-иттриевого граната с высоким содержанием примесных ионов тулия. Сигналы первичного, стимулированного и аккумулированного эха возбуждались на длине волны 793,15 нм на переходе 3Н6(1)—^Н4(1). Кривая спада сигнала первичного фотонного эха показана на рис. 3.

-11 -

неэкспоненциальным

Спад является неэкспоненциальным и описывается формулой /(*12)~ехр^-(4т12/7^ впервые предложенной Мимсом [1] в теории

электронного спинового резонанса. Здесь Тц - время фазовой памяти, а х -

показатель экспоненты, который

1,0000,3680,135-Sjj 0,0500,018 0,007 0,002-

1600 1800 2000 2200 2400 2600 Время задержки не

Рис. 3. Зависимость логарифма интенсивности сигналов первичного фотонного эха от величины задержки между первым и вторым возбуждающими импульсами (квадраты) и аппроксимация этой зависимости функцией /(г12)=ЛехрН4г12/Гм)Ч, где ГЛ/=0,75±0,13 мке и 1,07±0,25 (сплошная линия).

г

■4

0,01

10

100

Время задержки т,,, мс

Рис. 4. Зависимость логарифма интенсивности сигналов стимулированного фотонного эха от величины задержки между вторым и третьим возбуждающими импульсами и аппроксимация этой зависимости экспоненциальными функциями (сплошные линии).

зависит от особенностей динамики ядерных спинов. В нашем кристалле, содержащем 10 ат.% примесных ионов тулия, спад описывается следующими параметрами: 7)^=0,75±0,13 мке и *=1,07±0,25.

Спад сигналов первичного фотонного эха при низких концентрациях допанта носит обычно неэкспоненциальный характер (в кристалле YAG с концентрацией ионов тулия С=0,17ат.% Тм=75 мке и х=1,5 [2]). Эта неэкспоненциальность связана с «эффектом замораживания ядра» (в англоязычной литературе принят термин «frozen core effect»). Эффект замораживания ядерных спинов, заметно влияет на примесный центр в том случае, когда последний обладает магнитным моментом, много большим чем момент ядерных спинов ионов матрицы. Большое значение момента приводит к расстройке ядерных спинов лигандов, препятствуя взаимным переворотам их спинов. При этом флуктуирующее локальное поле в

местоположениях примесных ионов обуславливается разбросом времён переворотов спинов (от десятков миллисекунд для ионов на границе замороженного ядра до тысяч миллисекунд для ионов, ближайших к примесному центру). Характеристический размер замороженного ядра определяется тем условием, что взаимодействие примесного иона с ядром иона матрицы на границе по интенсивности такое же, что для двух соседних ядерных спинов вблизи границы такого ядра. Эта ситуация приводит к спектральной диффузии и к неэкспоненциальному характеру спадов сигналов эха, такому же, что был описан для электронных спинов Мимсом [1]. С ростом концентрации ионов примеси среднее расстояние между ними уменьшается, так что влияние примесных центров на спиновую динамику становится всё более однородным (одинаковым для всех спинов). В эксперименте с высококонцентрированным кристаллом спад практически экспоненциальный, поэтому можно говорить о том, что в кристаллах с высокой концентрацией примеси «эффект замораживания ядра» значительно подавляется. В данной работе на примере кристалла фаната с высокой концентрацией примесных ионов тулия показана возможность получения твердотельных сред с заданными спектральными свойствами и параметрами фазовой релаксации.

Кривая спада сигнала стимулированного фотонного эха, изображённая на рис. 4, имеет несколько изломов, что является одним из признаков формирования в образце долгоживущего эха. Для наглядности по оси абсцисс отложено время задержки между вторым и третьим импульсами в логарифмическом масштабе. Такое представление данных позволяет разделить вклады в кривую спада от процессов с разными временными масштабами. Данная кривая была аппроксимирована экспоненциальными зависимостями (сплошные линии 1, 2 и 3 на рис. 4), с характеристическими временами спада: 600 мкс, 30 мс и 100 мс. Первое время спада - это время жизни возбуждённого состояния 3Н4(1) рассматриваемого перехода, оно практически совпадает со значением 590 мкс, наблюдавшимся в работе [2]. Второе характеристическое время соответствует времени жизни метастабилыюго уровня 3Г4, который заселяется благодаря быстрому переходу электронной плотности (спаду) из возбуждённого состояния. Третий, самый долгий спад, обязан взаимодействию ядерных спинов тулия и алюминия матрицы и хорошо согласуется со значением времени спада 90 мс, полученным в работе [3]. Модуляция на временном

участке 1 также свидетельствует об интенсивном сверхтонком взаимодействии ядерных спинов тулия.

Глава 3 также содержит описание метода численного моделирования когерентных оптических переходных процессов и его приложения для интерпретации провалов, наблюдаемых в спектрах сигналов первичного и стимулированного фотонного эха в кристалле трифторида лантана с празеодимом и в рубине.

Четвёртая глава посвящена методике некогерентного фотонного эха и её приложению для исследования оптических спектров хромофорных молекул, внедрённых в аморфные матрицы различных полимеров в качестве чувствительных спектральных зондов. Рассматривается спектроскопия фотонного эха и четырёхволнового смешения с использованием некогерентных лазерных источников, описывается методика приготовления образцов -примесных полимерных плёнок и методика измерения сверхкоротких времён фазовой релаксации при высоких температурах по кривым спада сигналов четырёхволнового смешения.

В данной главе приводятся результаты измерений при комнатной температуре времён сверхбыстрой фазовой релаксации в примесных полимерах. С использованием развитой методики высокотемпературных измерений исследована температурная зависимость однородной ширины линии перехода Эо^ хромофорных молекул тетра-терт-бутил-террилена в матрице полиизо-бутилена в диапазоне температур 77,3-300 К (см. рис. 5).

Наблюдаемая зависимость интерпретирована в рамках динамической теории оптической дефазировки в твердотельных средах в дебаевском приближении

I :о ню Ю'

Температура. К

Рис. 5. Температурная зависимость однородной ширины спектральной линии перехода Бо^ молекул тетра-терт-бутил-террилена в матрице полиизобутилена в диапазоне температур от 0,35 до 300 К измеренная методами фотонного эха. Квадраты - данные по двухимпульсному, а ромбы и кружки - по некогерентному фотонному эху.

и проведено сравнение полученных результатов с данными низкотемпературных экспериментов. Установлено, что при высоких температурах основной вклад в однородное уширение спектра хромофорных молекул вносит их взаимодействие с акустическими фононами матрицы. Из анализа температурной зависимости определена температура Т,г=25 К перехода от механизма оптической дефазировки, обусловленного взаимодействием хромофорных молекул с квазилокализованными колебательными возбуждениями матрицы, к механизму, вызванному взаимодействием хромофоров с дебаевским спектром акустических фононов.

В заключительном параграфе главы описаны эксперименты по исследованию спектров примесных аморфных сред под давлением. Экспериментально показано, что в условиях повышенного давления время фазовой релаксации хромофорных молекул в полимерных матрицах значительно увеличивается.

В заключении приводятся основные результаты и наиболее существенные выводы из материалов исследования.

Основные результаты и выводы

1. Создан низкотемпературный эхо-релаксометр, предназначенный для исследований в области оптической эхо-спектроскопии и когерентной оптической обработки информации. Отличительной особенностью данного комплекса экспериментальной аппаратуры является возможность детектировать слабые оптические отклики в режиме счёта фотонов.

2. Обнаружены и исследованы сигналы первичного, стимулированного и аккумулированного фотонного эха в кристалле алюмоиттриевого граната с высоким (10 ат.%) содержанием примесных ионов тулия. Измерены время фазовой памяти (= 0,75 мкс) и времена жизни возбуждённого (Г1(3Н4)=600 мкс) и метастабильного (Т,1(3Р4)=30 мс) уровней. На примере кристалла граната с высокой концентрацией примесных ионов тулия показана возможность получения материалов с заданными параметрами фазовой релаксации.

3. Методами численного моделирования интерпретировано возникновение провалов в спектрах сигналов фотонного эха в кристалле трифторида лантана с ионами празеодима и в рубине.

- 154. Методом некогерентного фотонного эха и четырёхволнового смешения измерены при комнатной температуре времена сверхбыстрой фазовой релаксации молекул-хромофоров (указаны в скобках) в аморфных полимерах: полиметилметакрилате (родамин-101, тетра-терт-бутилтеррилен), полиизо-бутилене (тетра-терт-бутилтеррилен) и поливинилацетате (стирил-9М).

5. Исследована зависимость однородной ширины спектральной линии перехода So—St молекул тетра-терт-бутилтеррилена в полиизобутилене в диапазоне температур от 77,3 до 300 К. Определена температура Т,г=25 К, в которой наблюдается изменение механизма оптической дефазировки. Ниже этой температуры дефазировка обусловлена взаимодействием хромофорных молекул с квазилокализованными колебательными возбуждениями матрицы, а выше - взаимодействием хромофоров с дебаевским спектром акустических фононов.

6. Разработана и создана камера высокого давления, предназначенная для исследования динамики оптических спектров полимерных плёнок в диапазоне температур 1,8-300 К при давлениях до 3 ГПа. Создан конфокальный люминесцентный микроскоп-спектрометр, позволяющий по спектрам флуоресценции микрокристаллов рубина, внедрённых в исследуемый образец, измерять высокое давление в камере.

7. Показано, что в условиях повышенного давления (-1,0-1,5 ГПа) время фазовой релаксации хромофорных молекул в полимерных матрицах значительно увеличивается.

Публикации

в центральной научной печати:

К1. Каримуллин К.Р., Зуйков В.А., Христофорова Д.А., Самарцев В.В. О возможности использования кристаллов, допированных трехзарядными ионами тулия, в фотонных эхо-процессорах / Ученые записки Казанского государственного университета. Серия физико-математические науки. 2007. Т. 149. Кн. 1.С. 64-71.

К2. Samartsev V.V., Shegeda A.M., Shkalikov A.V., Karimullin K.R., Mitrofanova T.G., Zuikov V.A. Incoherent backward photon echo in ruby upon excitation through an optical fiber / Laser Physics Letters. 2007. V. 4, № 7. P. 534537.

КЗ. Зуйков В.А., Каримуллин K.P., Митрофанова Т.Г., Самарцев В.В., Шегеда A.M., Шкаликов A.B. Некогерентное фотонное эхо в спектроскопии примесных оптически плотных сред / Известия РАН. Серия физическая. 2008. Т. 72, № 1.С. 67-72.

К4. Каримуллин K.P., Вайнер Ю.Г., Ерёмчев И.Ю., Наумов A.B., Самарцев В.В. Сверхбыстрая оптическая дефазировка в примесном полиметилметакрилате: исследования методом некогерентного фотонного эха с фемтосекундным временным разрешением / Ученые записки Казанского государственного университета. Серия физико-математические науки. 2008. Т. 150. Кн. 2. С. 148-159.

К5. Kalachev A.A., Karimullin K.R., Samartsev V.V., Zuikov V.A. Optical echo-spectroscopy of highly doped Tm:YAG / Laser Physics Letters. 2008. V. 5, № 12. P. 882-886.

Кб. Каримуллин K.P., Калачёв A.A., Зуйков В.А., Самарцев B.B. Оптическая эхо-спектроскопия высококонцентрированного кристалла YAG:Tm3+ / Ученые записки Казанского государственного университета. Серия физико-математические науки. 2008. Т. 151. Кн. 1. С. 111-120.

К7. Тиранов А.Д., Каримуллин K.P., Самарцев В.В. Численное моделирование фотонного эха в двухуровневой среде / Ученые записки Казанского государственного университета. Серия физико-математические науки. 2008. Т. 151. Кн. 1. С. 197-203.

К8. Зуйков В.А., Калачёв A.A., Каримуллин K.P., Самарцев В.В., Тиранов А.Д. Формирование сигналов фотонного эха в условиях сильного концентрационного тушения / Известия РАН. Серия физическая. 2009. Т. 73, № 12. С. 1774-1779.

в сборниках трудов всероссийских и международных научных конференций и других рецензируемых изданиях:

К9. Каримуллин K.P., Зуйков В.А., Самарцев В.В. Экспериментальная установка «Оптический эхо-процессор» / Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2004. Вып. VIII. С. 301-308.

К10. Karimullin K.R. Registration of the photon echo signals under the photon counting mode / Proceedings of SPIE. 2006. V. 6181. P. 618101 [12 pages].

К11. Каримуллин K.P. Регистрация слабых световых сигналов в режиме счета фотонов/ Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2005. Вып. IX. С. 201-204.

К12. Каримуллин K.P., Зуйков В.А., Самарцев В.В. Детектирование световых импульсов в режиме счета фотонов / Ученые записки Казанского государственного университета. Серия физико-математические науки. 2006. Т. 148. Кн. 1.С. 135-141.

К13. Каримуллин K.P., Зуйков В.А., Самарцев В.В. Спектроскопическое исследование перспективных носителей оптической информации / Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2006. Вып. X. С. 177-180.

К14. Зуйков В.А., Каримуллин K.P., Латыпов И.З., Митрофанова Т.Г., Самарцев В.В., Шегеда A.M., Шкаликов A.B. Некогерентное фотонное эхо в рубине / Физика и применение микроволн. 2007. Вып. XI. Часть 4. С. 65-67.

К15. Каримуллин K.P. Система дистанционной диагностики на основе некогерентного фотонного эха / Наука и инновации. 2007. Вып. II. С. 147-151.

К16. Зуйков В.А., Каримуллин K.P., Митрофанова Т.Г., Самарцев В.В., Шегеда A.M., Шкаликов A.B. Некогерентное фотонное эхо в рубине / Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского 2007. Ежегодник. Казань:ФизтехПресс, 2008. С. 116-119.

К17. Zuikov V.A., Karimullin K.R., Mitrofanova T.G., Samartsev V.V., Shegeda A.M., Shkalikov A.V. Incoherently generated photon echo in a crystal of ruby using fiber optical delay line / Proceedings of SPIE. 2008. V. 7024. P. 70240J [12 pages].

K18. Каримуллин K.P., Вайнер Ю.Г., Ерёмчев И.Ю., Наумов A.B. Исследование сверхбыстрой фазовой релаксации в примесном полиметилметакрилате методом некогерентного эха с фемтосекундным временным разрешением / Волновые явления в неоднородных средах. 2008. Вып. XI. Часть 4. С. 37-39.

К19. Каримуллин K.P. Когерентное и некогерентное фотонное эхо и пути решения научно-инновационных задач по спектроскопии биологических объектов / Наука и инновации. 2008. Вып. III. С. 191-195.

К20. Каримуллин K.P., Калачёв A.A., Зуйков В.А., Самарцев В.В. Особенности сигналов фотонного эха в кристалле граната с высоким содержанием ионов тулия / Наука и инновации. 2008. Вып. III. С. 62-66.

К21. Каримуллин K.P., Калачёв A.A., Зуйков В.А., Самарцев В.В. Фотонное эхо в алюмоиттриевом гранате с высокой концентрацией примесных ионов

тулия / Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2008. Вып. XII. С. 238241.

К22. Каримуллин K.P., Вайнер Ю.Г., Ерёмчев И.Ю., Наумов A.B. Метод измерения давления на основе микроскопии флуоресценции микрокристалла рубина / Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2008. Вып. XII. С. 242-245.

К23. Тиранов А.Д., Каримуллин K.P., Самарцев В.В. Моделирование явления фотонного эха при резонансном воздействии последовательности лазерных импульсов на двухуровневую систему / Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2008. Вып. XII. С. 212-215.

К24. Зуйков В.А., Калачёв A.A., Каримуллин K.P., Самарцев В.В. Эхо-спектроскопия алюмоитгриевого граната с высоким содержанием ионов тулия / Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского 2008. Ежегодник. Казань:ФизтехПресс, 2009. С. 140-143.

К25. Зуйков В.А., Калачёв A.A., Каримуллин K.P., Самарцев В.В., Тиранов А.Д. Особенности формирования сигналов фотонного эха в условиях сильного концентрационного тушения / Физика и применение микроволн. 2009. Вып. XII. Часть 4. С. 16-18.

К26. Каримуллин K.P., Вайнер Ю.Г., Ерёмчев И.Ю., Наумов A.B. Измерение давления методом микроспектроскопии флуоресценции рубиновых зондов / Физика и применение микроволн. 2009. Вып. XII. Часть 4. С. 51-53.

К27. Каримуллин K.P. Исследование быстрой релаксационной динамики в аморфных примесных средах методом некогерентного фотонного эха / Структура и динамика молекулярных систем. 2009. Вып. XVI.

К28. Каримуллин K.P. К вопросу об определении параметров фазовой релаксации по спадам сигналов четырехволнового смешения в спектроскопии примесных полимеров методом некогерентного фотонного эха / Наука и инновации. 2009. Вып. IV. С. 72-78.

К29. Karimullin K.R., Vainer Yu.G., Naumov A.V., Yeremchev I.Yu. Ultrafast relaxation dynamics in doped polymers: study by means of incoherent photon echo with femtosecond time-domain resolution / High resolution molecular spectroscopy. 2009. Iss. XVI. P. 173.

- 19-

Список цитированной литературы

1. Mims W.B. Phase memory in electron spin echoes, lattice relaxation effects in CaW04:Er, Cr, Mn / Phys. Rev. 1968. V. 168, № 2. P. 370-389.

2. Macfarlane R.M. Photon-echo measurements on the trivalent thulium ion / Opt. Lett. 1993. V. 18, Ks 22. P. 1958.

3. Strickland N.M., Sellin P.B., Sun Y., Carlsten J.L., Cone R.L. Laser frequency stabilization using regenerative spectral hole burning / Phys. Rev. B. 2000. V. 62, № 3. P. 1473-1476.

Подписано в печать 12.11.2009 г. Формат 60 х 84 1/16. Печать ризографическая Печ. л. 0,88. Тираж 120. Заказ 10/10

Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии Издательства Казанского государственного университета

420008, ул. Профессора Нужина, 1/37 тел.: 233-73-59,292-65-60

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СПЕКТРОСКОПИЯ ПРИМЕСНЫХ КРИСТАЛЛОВ И ПОЛИМЕРОВ.

1.1. Особенности динамики оптических спектров редкоземельных ионов в кристаллических матрицах.

1.1.1. Спектры примесных редкоземельных ионов в кристаллах.

1.1.2. Обзор основных методов и результатов исследований в области спектроскопии примесных центров в кристаллах, активированных редкоземельными ионами.

1.2. Спектроскопия примесных хромофорных молекул в аморфных матрицах.

1.2.1. Особенности внутренней динамики неупорядоченных сред.

1.2.2. Спектры и динамика оптических переходов примесных центров в полимерах и стёклах. Основные методы исследования и их обзор.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА КОГЕРЕНТНОЙ И НЕКОГЕРЕНТНОЙ ЭХО-СПЕКТРОСКОПИИ ПРИМЕСНЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД.

2.1. Эхо-спектрометры для исследования низкотемпературной динамики оптических спектров примесных кристаллов.

2.1.1. Импульсный эхо-спектрометр на основе лазера на красителе.

2.1.2. Оптический эхо-процессор.

2.2. Экспериментальная техника для спектроскопии неупорядоченных твердотельных сред.

2.2.1. Спектрометр некогерентного фотонного эха.

2.2.2. Техника контроля и измерения гидростатического давления.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕСНЫХ КРИСТАЛЛОВ МЕТОДАМИ СПЕКТРОСКОПИИ ФОТОННОГО ЭХА.

3.1. Фотонное эхо. Оптическая когерентная эхо-спектроскопия.

3.2. Спектроскопия перспективных носителей информации для оптического эхо-процессора

3.2.1. Выбор образцов.

3.2.2. Спектроскопическое исследование кристаллов, допированных трёхзарядными ионами тулия.

3.3. Оптическая эхо-спектроскопия высококонцентированного граната с тулием

3.4. Численное моделирование спектров сигналов первичного и стимулированного фотонного эха в примесных кристаллах.

3.4.1. Моделирование оптических когерентных переходных явлений.

3.4.2. Провалы в спектрах эхо-сигналов и их численное моделирование.

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ОПТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ В ПОЛИМЕРАХ: ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ НЕКОГЕРЕНТНОГО ФОТОННОГО ЭХА.

4.1. Некогерентное фотонное эхо. Физика явления.

4.2. Спектроскопия аморфных примесных полимеров при высоких температурах

4.2.1. Методика приготовления образцов и их спектроскопическое исследование.

4.2.2. Метод измерения времён фазовой релаксации по спадам сигналов четырёхволнового смешения.

4.3. Температурная зависимость однородной ширины спектральной полосы молекул тетра-терт-бутилтеррилена в матрице полиизобутилена.

4.3.1. Теоретические модели температурной зависимости однородной ширины спектральных линий примесных центров в аморфных средах.

4.3.2. Исследование температурной зависимости однородной ширины полосы спектрального перехода Sg-Sj хромофорных молекул тетра-терт-бутилтеррилена в матрице полиизобутилена методом некогерентного фотонного эха.

4.4. Первые эксперименты по исследованию влияния повышенного гидростатического давления на спектры примесных полимеров.

Оптическая спектроскопия занимает особое место среди различных методов исследования вещества. Одним из важнейших факторов, способствовавших её интенсивному развитию в середине прошлого столетия, стало создание мощных источников монохроматического когерентного излучения - лазеров, благодаря которым возникла лазерная спектроскопия. Развитие лазерной техники и создание новых источников лазерного излучения тесно связаны со спектроскопией примесных кристаллов.

Спектроскопические исследования кристаллов, содержащих примесные атомы с недостроенной электронной оболочкой, послужили основой развития ряда направлений техники, объединяемых термином квантовая электроника. В свою очередь технологические потребности стимулировали дальнейшие фундаментальные исследования энергетических спектров примесных кристаллов. Подобные системы стали пробными средами для отработки новых методов спектроскопии, расширивших и дополнивших возможности традиционных методов исследования. Теоретическое предсказание [1], а затем и практическая реализация явления фотонного эха [2] послужили основой создания новой области знания — когерентной оптики, и в частности, - эхо-спектроскопии. Благодаря высокой степени пространственного разрешения данный вид оптической спектроскопии позволяет в отличие от сходных широко известных методик ЯМР и ЭПР изучать слабые сигналы светового эха на фоне мощных возбуждающих импульсов. Перспективы технических приложений когерентных оптических переходных явлений также очень широки. В оптике они связаны с обнаружением долгоживущего стимулированного фотонного эха [3], а также эффектов корреляции [4] и обращения временных форм и волновых фронтов оптических импульсов [5]. Созданные на основе когерентных переходных явлений оптические запоминающие устройства и эхо-процессоры, наряду с практической реализацией динамической эхо-голографии - объекты интенсивно развивающейся в настоящее время области нелинейной оптики - когерентной оптической обработки информации.

Кристаллы, допированные трёхзарядными редкоземельными ионами, находят широкое применение в науке и технике [6]. На сегодняшний день исследования в данной области связаны с поиском и исследованием новых активных сред для лазерной генерации в ультрафиолетовом диапазоне, новых оптических сцинтилляторов и преобразователей излучения [7]. Особенности спектральной динамики, в частности, уникально большие времена фазовой релаксации некоторых переходов, обусловили использование примесных кристаллов в качестве носителей информации в оптических запоминающих устройствах и эхо-процессорах (отметим, например, технологию 82-СН1Р процессоров [8] на основе фотонного эха). Таким образом, актуальность исследований динамики оптических спектров твердотельных примесных сред обусловлена поиском новых носителей информации и оптимальных режимов функционирования устройств для когерентной оптической обработки информации.

Подавляющее большинство эхо-экспериментов выполняется в образцах с низкой концентрацией примеси, содержание которой в исследуемых средах и кристаллах, применяемых в устройствах оптической памяти и процессорах, обычно не превышает 1 ат.%. С увеличением концентрации внедрённых в кристаллическую матрицу ионов между ними возникает мультипольное взаимодействие, сопровождаемое уширением спектральных линий и тушением сигналов люминесценции [6,7]. Из-за наличия у редкоземельных ионов метастабильных состояний, существует особый механизм тушения, связанный с кросс-релаксацией и «флип-флоп» переворотами ядерных спинов, активизирующимися с ростом концентрации примеси [9]. Несмотря на негативное (в основном) влияние увеличения степени допирования на динамику спектральных переходов, в некоторых случаях высокая концентрация допанта может оказаться полезной. Так уменьшение времени фазовой релаксации с ростом концентрации примеси даёт возможность значительно увеличить плотность записи информации в многоканальном режиме на основе аккумулированного фотонного эха [10]. Другое очевидное преимущество использования высококонцентрированных кристаллов заключается в достижении большой оптической плотности, что особенно важно для систем квантовой памяти, а также при работе с тонкими образцами. При высокой степени допирования концентрационное тушение начинает препятствовать надёжной регистрации сигналов фотонного эха (по данным работы [9] это происходит, когда содержание примесных ионов превышает 2 ат.%), в связи с чем необходимо применять новые высокочувствительные методы детектирования слабых оптических откликов. Соответственно, первой целью диссертационного исследования была разработка методов низкотемпературной оптической эхо-спектроскопии высококонцентрированных примесных кристаллов.

Эксперименты по изучению динамики неупорядоченных сред также являются актуальными и практически значимыми на сегодняшний день. Это связано с тем, что интерес исследователей неуклонно смещается в область сложных молекулярных соединений; объектами изучения всё чаще становятся разнообразные полимеры, различные органические стёкла, аморфные полупроводниковые структуры, а также многочисленные биологические среды. Аморфные органические соединения являются перспективными объектами для создания новых материалов и (на их основе) приборов с уникальными свойствами. Отметим, что изучение и синтез подобных структур с заданными свойствами являются важными направлениями современной науки и техники. Большинство нанообъектов, наноструктур органической природы и метаматериалов также относится к неупорядоченным средам. Среди исследований в данной области можно отметить разработку материалов для молекулярной микроэлектроники на основе органических материалов [11] или использование одиночных'молекул в качестве спектральных наноинстру ментов, обладающих широчайшими возможностями для измерения локальных характеристик и нанодиагностики твердотельных объектов со сложной структурой (от измерения температуры до наноскопии различных сред с пространственным разрешением в сотни нанометров) [12]. Повсеместное использование на практике и необходимость в разработке новых материалов и структур на основе неупорядоченных органических веществ делает актуальным глубокое изучение их фундаментальных свойств. Большинство из этих свойств определяется внутренней динамикой вещества, которая в данной работе исследуется при помощи методики оптической спектроскопии некогерентного фотонного эха. Примесные центры, а именно - хромофорные молекулы, внедряемые в малой концентрации в аморфные матрицы играют в данном случае роль спектральных зондов (проб) для исследования особенностей внутреннего строения и свойств неупорядоченных сред.

Необходимо отметить, что большинство экспериментальных исследований оптических спектров примесных молекул в аморфных соединениях выполняется при криогенных температурах [12]. Это связано с простотой процедуры интерпретации данных низкотемпературных экспериментов и возможностью исследования иерархии процессов, влияющих на динамику спектров и последовательно активизирующихся с ростом температуры. Вместе с тем, проблема исследования свойств неупорядоченных веществ в области промежуточных и особенно в области высоких (вплоть до комнатных и выше) температур остаётся важной задачей. Развитие методов высокотемпературной спектроскопии аморфных сред во многом определяет дальнейший прогресс как в области фундаментальных исследований, так и в области практических приложений, связанных с созданием новых твердотельных материалов с заданными свойствами и с исследованием биологических объектов. По-прежнему остается невыясненной микроскопическая природа специфических низкоэнергетических возбуждений, присущих неупорядоченным средам и определяющих их основные свойства (при низких температурах), что как нам кажется, является существенным ограничением для понимания ряда экспериментальных данных по оптической спектроскопии примесных аморфных соединений. Следовательно, второй целью диссертационного исследования стала разработка методики высокотемпературной спектроскопии аморфных примесных сред в режиме некогерентного фотонного эха.

Основные задачи диссертации можно сформулировать следующим образом:

1. Создание на основе непрерывного одночастотного кольцевого титан-сапфирового лазера экспериментальной установки, способной регистрировать оптические эхо-сигналы чрезвычайно низкой интенсивности в условиях сильного концентрационного тушения за счёт использования методики счёта фотонов.

2. Спектроскопическое исследование и проведение поисковых экспериментов по фотонному эху в примесных кристаллах, допированных трёхзарядными ионами тулия, а также эхо-спектроскопия отобранных образцов, определение их спектральных и релаксационных параметров.

3. Разработка методики и создание экспериментальной установки для исследования аморфных примесных сред методами некогерентного фотонного эха и четырёхволнового смешения при высоких температурах и большом давлении, включая методику контроля и измерения давления.

4. Исследование динамики оптических спектров примесных центров в ряде аморфных соединений методом некогерентного фотонного эха при различных температурах и под давлением.

Практическая значимость исследований твердотельных примесных материалов методами фотонного эха заключается в возможности поиска и отбора перспективных носителей информации для оптических эхо-процессоров. Результаты исследований по оптической когерентной эхо-спектроскопии могут быть использованы в качестве рекомендаций при построении устройств оптической памяти большой ёмкости и высокопроизводительных процессоров на основе явления фотонного эха. Эксперименты в области некогерентной оптической эхо-спектроскопии неупорядоченных примесных сред позволят наиболее полным образом раскрыть особенности внутреннего строения аморфных соединений па микроскопическом уровне и внести вклад в понимание высокотемпературной динамики спектров полимеров и стёкол. С практической точки зрения, разработки в данной области могут быть использованы для разработки и построения систем неразрушающего контроля и диагностики, например^ для исследования. быстропротекающих процессов в биологических средах.

Экспериментальная установка «оптический эхо-процессор», созданная при непосредственном участии автора, является единственным в России прецизионным приборным комплексом подобного рода, позволяющим решать широкий ряд научно-технических задач в области оптической эхо-спектроскопии и оптической когерентной обработки информации Существенная модификация экспериментальной техники для когерентной спектроскопии фотонного эха, а именно: использование акустооптических модуляторов для формирования последовательностей возбуждающих импульсов и системы регистрации оптических откликов на основе счёта фотонов, позволила упростить схему экспериментальной установки и значительно (на несколько порядков) повысить её чувствительность. С использованием данных модификаций впервые были детектированы и исследованы чрезвычайно слабые оптические эхо-отклики в кристалле алюмо-иттриевого граната с высоким содержанием примесных ионов тулия. Комплекс экспериментальной аппаратуры, реализующий спектроскопию некогерентного фотонного эха, не имеет аналогов как в России, так и за рубежом. Эта уникальная экспериментальная установка, позволившая не только наблюдать, но и активно использовать явление некогерентного фотонного эха для фундаментальных научных исследований была создана в научно-исследовательской группе под руководством д.ф.-м.н. Ю.Г. Вайнера в отделе молекулярной спектроскопии Института спектроскопии РАН (ИСАН, г. Троицк), где диссертант проходил научную стажировку с 2007 года по настоящее время. Введение в когерентную фотонную эхо-спектроскопию некогерентных методов позволило существенно расширить температурный диапазон и значительно повысить временное разрешение, благодаря чему были исследованы сверхбыстрые релаксационные процессы в аморфных примесных средах при температурах вплоть до комнатных и выше. Развитая методика и созданная техника для контроля и измерения давления позволила исследовать оптические свойства примесных полимеров в условиях повышенного давления.

Таким образом, новизна полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

1. Создан низкотемпературный оптический эхо-релаксометр на основе непрерывного одночастотного титан-сапфирового лазера с использованием акустооптических модуляторов для формирования последовательностей возбуждающих лазерных импульсов и системы регистрации эхо-откликов в режиме счёта фотонов, предназначенный для исследований оптических свойств примесных кристаллов.

2. Впервые на примере кристалла алюмо-иттриевого граната детектированы и исследованы сигналы первичного, стимулированного и аккумулированного фотонного эха в кристалле с высокой (10 ат.%) концентрацией примесных ионов.

3. Впервые методом четырёхволнового смешения с использованием некогерентного лазерного источника исследована температурная зависимость однородной ширины полосы спектрального перехода 81-80 молекул тетра-терт-бутилтеррилена в матрице полиизобутилена в диапазоне температур от 77,3 К до комнатной.

4. Впервые методика некогерентного фотонного эха применена для исследования высокотемпературной динамики оптических спектров аморфных примесных сред в условиях повышенного гидростатического давления.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Высокая степень допирования кристаллов, несмотря на наличие сильного концентрационного тушения оптических откликов, позволяет получать материалы с заданными спектральными свойствами и управлять параметрами фазовой релаксации примесных ионов. Созданный низкотемпературный оптический эхо-релаксометр, функционирующий в режиме счёта фотонов, позволяет исследовать сигналы фотонного эха в высококонцентрированных примесных кристаллах типа YAG:Tm3+ с содержанием примесных ионов до 10 ат.%.

2. Основной вклад в однородное уширение полосы спектрального перехода S0-S) молекул тетра-терт-бутил-террилена в матрице полиизобутилена при температурах от 77,3 до 300 К вносит взаимодействие примесных центров с акустическими фононами. Переход к данному механизму уширения от механизма, обусловленного взаимодействием хромофорных молекул с квазилокализованными колебательными возбуждениями матрицы, происходит при температуре Т,г=25 К.

3. Спектроскопия некогерентного фотонного эха в хромофорных молекулах, внедрённых в полимерные матрицы в качестве спектральных зондов, позволяет исследовать оптические свойства этих матриц при высоких температурах и повышенном давлении. Созданная экспериментальная аппаратура по контролю и измерению давления позволяет исследовать высокотемпературную динамику оптических спектров в примесных аморфных соединениях при высоком давлении.

Апробация работы

Результаты исследований по теме диссертации неоднократно докладывались на всероссийских и международных конференциях, симпозиумах и научных школах: VII Всероссийская и VIII-XIII Международные молодёжные научные школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2003-2009 г.г.), VII и VIII Международный симпозиум по фотонному эху и когерентной спектроскопии (PECS-2005, Калининград, 2005 г. и PECS-2009, Казань), X Международные чтения по квантовой оптике (IWQO-2007, Самара, 2007 г.), XI и XII Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн» и XI

Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» (Звенигород, 2007-2009 г.г.), II-IV Международные научные школы «Наука и инновации» (Йошкар-Ола, 2007-2009 г.г.), XVI Международный симпозиум по молекулярной спектроскопии высокого разрешения (HighRus-2009, Иркутск, 2009 г.), а также на VII и VIII научных конференциях молодых учёных, аспирантов и студентов НОЦ КГУ «Материалы и технологии XXI века» (2007 и 2008 г.г.), итоговых научных конференциях Казанского государственного университета, семинарах отдела молекулярной спектроскопии Института спектроскопии РАН, семинарах лаборатории нелинейной оптики и итоговых научных конференциях Казанского физико-технического института им. Е.К. Завойского КазНЦ РАН (20052008 г.г.).

Некоторые из результатов экспериментальных исследований по теме диссертации включены в книгу «Основы фемтосекундной оптики» (Основы фемтосекундной оптики: Монография / С.А. Козлов, В.В. Самарцев. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 292 с. ISBN 978-5-9221-1140-9). Экспериментальные исследования по оптической эхо-спектроскопии высококонцентрированного граната с тулием вошли в число важнейших достижений КФТИ КазНЦ РАН за 2008 г. Автор диссертационной работы является стипендиатом специальной государственной стипендии Правительства Российской Федерации для аспирантов (2008-2009 учебный год) и победителем конкурса среди проектов аспирантов КГУ III года обучения. Диссертант является исполнителем (с 2003 г.) инициативных и персональных грантов РФФИ (в рамках программы «Мобильность молодых учёных» для научной стажировки в Институте спектроскопии РАН, г. Троицк).

Обоснованность защищаемых положений и достоверность полученных результатов обеспечивается надежностью и корректностью используемых экспериментальных методов, тщательностью исполнения экспериментов и обработки полученных экспериментальных данных, а также воспроизводимостью результатов.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения.

Основные результаты и выводы

1. Создан низкотемпературный эхо-релаксометр, предназначенный для исследований в области оптической эхо-спектроскопии примесных кристаллов и когерентной оптической обработки информации. Отличительной особенностью созданного комплекса экспериментальной аппаратуры является возможность детектировать слабые оптические отклики в режиме счёта фотонов.

2. Обнаружены и исследованы сигналы первичного, стимулированного и аккумулированного фотонного эха в кристалле алюмоиттриевого граната с высоким (10 ат. %) содержанием примесных ионов тулия. Измерены время фазовой памяти (Гм=0,75 мкс) и времена жизни возбуждённого (Г1(3Н4)=;600 мкс) и метастабильного (Т{( Р4)=30 мс) уровней. На примере кристалла граната с высокой концентрацией примесных ионов тулия показана возможность управления параметрами фазовой релаксации.

3. Методами численного моделирования интерпретировано возникновение провалов в спектрах сигналов фотонного эха в кристалле трифторида лантана с ионами празеодима и в рубине.

4. Методом некогерентного фотонного эха и четырёхволнового смешения измерены при комнатной температуре времена сверхбыстрой фазовой релаксации молекул-хромофоров (указаны в скобках) в аморфных полимерах: полиметилметакрилате (родамин-101, тетра-терт-бутил-террилен), полиизо-бутилене (тетра-терт-бутилтеррилен) и поливинилацетате (стирил-9М).

5. Исследована зависимость однородной ширины спектральной полосы перехода Бо-Эх молекул тетра-терт-бутилтеррилена в полиизобутилене в диапазоне температур 77,3-300 К. Определена температура Т1Г~25 К, в которой наблюдается изменение механизма оптической дефазировки. Ниже этой температуры дефазировка обусловлена взаимодействием хромофорных молекул с квазилокализованными колебательными возбуждениями матрицы, а выше -взаимодействием хромофоров с дебаевским спектром акустических фононов.

6. Разработана и создана камера высокого давления, предназначенная для исследования динамики оптических спектров полимерных плёнок в диапазоне температур 1,8-300 К при давлениях до 3 ГПа. Создан конфокальный люминесцентный микроскоп-спектрометр, позволяющий по спектрам флуоресценции микрокристаллов рубина, внедрённых в исследуемый образец, измерять высокое давление в камере.

7. Показано, что в условиях повышенного давления (-1,0-1,5 ГПа) время фазовой релаксации хромофорных молекул в полимерных матрицах значительно увеличивается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной диссертации проведено комплексное научное исследование динамики оптических спектров примесных центров в кристаллах и полимерах.

1. Копвиллем У.Х., Нагибаров В.Р. Световое эхо на парамагнитных кристаллах / Физика металлов и металловедение. 1963. Т. 15, №2. С. 313-315.

2. Kurnit N.A., Abella I.D., Hartmann S.R. Observation of a photon echo / Phys. Rev. Lett. 1964. V. 13, № 19. P. 567-570.

3. Chen Y.C., Chiang K., Hartmann S.R. Photon echo relaxation in LaF3:Pr3+ / Opt. Commun. 1979. V.29, № 2. P. 181-185.

4. Зуйков B.A., Самарцев B.B., Усманов Р.Г. Корреляция формы сигналов светового эха с формой возбуждающих импульсов / Письма в ЖЭТФ. 1980. Т. 32, № 4. С. 293-297.

5. Зуйков В.А., Нефедьев Л.А., Самарцев В.В. Обращение волнового фронта в оптических эхо-голограммах и влияние движения частиц на их формирование / Прикладные вопросы голографии. Л.:ЛИЯФ, 1982. С. 175-179.

6. Spectroscopy of solids containing rare earth ions / Kaplyanskii A.A., Macfarlane R.M. North-Holland, Amsterdam, 1987. 439 p.

7. Знаменский H.B., Малюкин Ю.В. Спектры и динамика оптических переходов редкоземельных ионов в кристаллах. М.: Физматлит 2008. 192 с.

8. Merkel K.D., Cole Z., Mohan R.K., Babbitt W.R. Demonstration of the spatial-spectral coherent holographic integrating processor (S2-CHIP) for analog RF signal processing applications // Proc. of GOMACTech Conf. 2003, USA. 2003. P. 532-535.

9. Spectroscopic properties of rare earths in optical materials / Liu G., Jacquier B. Tsinghua University Press and Springer-Verlag, Tokio, Berlin, 2005. 550 p.

10. Babbitt W.R., Mossberg T.W. Spatial routing of optical beams through time-domain spatial-spectral filtering / Opt. Lett. 1995. V. 20, № 8. P. 910-912.

11. Lindsay S., Gust J.D., Cui X. Devices based on molecular electronics / US Patent 6673424. 06/01/2004.

12. Наумов A.B. Спектроскопия одиночных молекул как метод исследования низкотемпературной динамики неупорядоченных твердотельных сред. Дисс. докт. физ.-мат. наук. Троицк, 2009. 235 с.

13. Стоунхэм А.М. Теория дефектов в твердых телах. М.: Мир, 1978. 596 с.

14. Флайгер У. Строение и динамика молекул. М.: Мир, 1982. 872 с.

15. Каминский А.А., Аминов Л.К., Ермолаев В.Л. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. М.: Наука, 1986. 272 с.

16. Осадько И.С. Исследование электронно-колебательного взаимодействия по структурным оптическим спектрам примесных центров / УФН. 1979. Т. 128, № 11. С. 31-67.

17. Osad'ko, I.S. Optical dephasing and homogeneous optical bands in crystals and amorphous solids-dynamic and stochastic approaches / Phys. Rep. 1991. V. 206. P. 43-97.

18. Свиридов Д.Т., Свиридова P.K., Смирнов Ю.Ф. Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах. М.: Наука, 1976. 267 с.

19. McCumber D.E., Sturge M.D.J. Linewidth and temperature shift of the R Lines in ruby / J. Appl. Phys. 1963. V. 34, № 6. P. 1682-1684.

20. Lempicki A. Concentration quenching in Nd3+ stoichiometric materials / Opt. Commun. 1977. V. 23, № 3. P. 376-380.

21. Fay D., Huber G., Lenth W. Linear concentration quenching of luminescence in rare earth laser materials / Opt. Commun. 1979. V. 28, № 1. P. 117-122.

22. Brown M.R., Whiting J.S.S., Shand W.A. Ion-ion interactions in rare-earth-doped LaF3 / J. Chem. Phys. 1965. V. 43, № 1. P. 1-9.

23. Маныкин Э.А., Самарцев B.B. Оптическая эхо-спектроскопия. М.: Наука, 1984. 280 с.

24. Malyukin Yu.V., Pogrebnyak N.L., Katrich G.S., Manykin E.A., Petrenko E.A., Znamenskii N.I, MarchenkoD.V. Peculiarities of photon echo registration in a Y2Si05:Pr3+crystal /Proc. SPIE. 1997. V. 3239. P. 325-327.

25. Stoneham A.M. Shapes of inhomogeneously broadened resonance lines in solids / Rev. Mod. Phys. 1969. V. 41. P. 82-108.

26. Pryde G.J., Bottger Т., Cone R.L. Numerical modelling of laser stabilization by regenerative spectral hole burning / J. Lumin. 2001. V. 94-95. P. 587-591.

27. Macfarlane R.M. High-resolution spectroscopy of rare-earth doped insulators: a personal perspective / J. Lumin. 2002. V. 100. P. 1-20.

28. Matthies S., Welsch D. Determination of the crystal field parameters for Pr3+ in LaF3 from least-squares fits / Phys. Stat. Sol. B. 1975. V.68, № 1. P. 125-136.

29. Morrison C.A., Leavit R.P. Crystal-field analysis of triply ionized rare earth ions in lanthanum trifluoride / J. Chem. Phys. 1979. V. 71, № 6. P. 2366-2375.

30. Esterowitz L., Bartoli F.J., Allen R.E., Wortman D.E., Morrison C.A., Leavitt R.P. Energy levels and line intensities of Pr3+ in LiYF4 / Phys. Rev. B. 1979. V. 19, № 12. P. 6442-6455.

31. Hubert S., Thouvenot P., Edelstein N. Spectroscopic studies and crystal-field analyses of Am3+ and Eu3+ in the cubic-symmetry site of Th02 / Phys. Rev. B. 1993. V. 48. P. 5751-5760.1. Л I

32. Dicke G.H., Pandey B.J. Absorption, fluorescence, and energy levels of Ho in hexagonal LaCl3 / J. Chem. Phys. 1964. V. 41, № 7. P. 1952-1970.

33. Macfarlane R.M., Shelby R.M., Burum D.P. Optical hole burning by superhyperfine interactions in CaF2:Pr3+/ Opt. Lett. 1981. V. 6, № 12. P. 593-594.

34. Macfarlane R.M., Meltzer R.S., Malkin B.Z. Optical measurement of the isotope shifts and hyperfine and superhyperfine interactions of Nd in the solid state / Phys. Rev. B. 1999. V. 58, № 9. P. 5692-5700.

35. Агранович B.M., Галанин М.Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. М.: Наука, 1978. 384 с.

36. Бурштейн А.И. Концентрационное тушение некогерентных возбуждений в растворах / УФН. 1984. Т. 143, № 4. С. 553-600.

37. Ермолаев B.JL, Бодунов Е.Н., Свешникова Е.Б., Шахвердов Т.А. Без-ызлучательный перенос энергии электронного возбуждения. Л.: Наука, 1977. 238 с.

38. Harris T.L., Sun Y., Cone R.L., Macfarlane R.M., Equall R.W. Demonstration of real-time address header decoding for optical data routing at 1536nm / Opt. Lett. 1998. V.23, № 8. P. 636-638.

39. Szabo A. Frequency selective optical memory. US Patent 3896420. 07/22/1975.

40. Tanaka K., Okuno Т., Yugami Y., Ishigami M., Suemoto T. Persistent spectral hole-burning of Pr3+ ions in yttria stabilized zirconia: a new hole-burning material / Opt. Commun. 1991. V. 86, № 1. P. 45-50.

41. Flinn G.P., Jang K.W., Ganem J., Jones M.L., Meltzer R.S., Macfarlane R.M. Anomalous optical dephasing in crystalline Y203: Eu3+ / J. Lumin. 1994. V. 58, № 1-6. P. 374-379.

42. Macfarlane R.M., Konz F., Sun Y., Cone R.L. Spectral hole burning and optical dephasing in disordered crystals Pr3+ : LiNb03 and Pr3+ : Sr 6Ba 4Nb206 (SBN) / J. Lumin. 2000. V.86, № 3-4. P. 311-315.

43. Macfarlane R.M., Dejneka M.J. Spectral hole burning in thulium-doped glass ceramics / Opt. Lett. 2001. V. 26, № 7. P. 429-431.

44. Wood D.L., Imbusch G.F., Macfarlane R.M., Kisliuk P., Larkin D.M. Optical spectrum of Cr3+ ions in spinels / J. Chem. Phys. 1968. V. 48, № 11. P. 5255-5263.

45. Аллен Д., Эберли Дж. Оптический резонанс и двухуровневые атомы. М.: Мир, 1978. 222 с.

46. Genack A.Z, Macfarlane R.M., Brewer R.G. Optical free-induction decay in LaF3:Pr3+/Phys. Rev. Lett. 1976. V. 37, № 16. P. 1078-1080.

47. Bloembergen N., Purcell E.M., Pound R.V. Relaxation effects in nuclear magnetic resonance absorption / Phys. Rev. 1948 V. 73, № 7. P. 679-712.

48. Lee P.H., Skolnick M.S. Saturated neon absorption inside a 6238-A laser / Appl. Phys. Lett. 1967. V. 10, № 11. P. 303-305.

49. Szabo A. Observation of hole burning and cross relaxation effects in ruby / Phys. Rev. B. 1975. V. 11, № 11. P. 4512-4517.

50. DeVries H., Wiersma D.A. Homogeneous broadening of optical transitions in organic mixed crystals / Phys. Rev. Lett. 1976. V. 36, № 2. P. 91-94.

51. Macfarlane R.M. Spectral hole burning in the trivalent thulium ion / Opt. Lett. 1993. V. 18, № 10. P. 829-831.

52. Macfarlane R.M., Vial J.C. Spectral hole burning by population storage in Zeeman sublevels of LaF3:Nd3+ / Phys. Rev. B. 1987. V. 36, № 7. P. 3511-3515.

53. Macfarlane R.M. Photon-gated spectral holeburning/ J. Lumin. 1987. V. 38. P. 20-24.

54. Erickson L.E. Optical measurement of the hyperfine splitting of the !D2 metastable state of Pr3+ in LaF3 by enhanced and saturated absorption spectroscopy / Phys. Rev. B. 1977. V. 16, № 11. P. 4731-4736.

55. Macfarlane R.M., Shelby R.M., Shoemaker R.L. Ultrahigh-resolution spectroscopy: photon echoes in YA103:Pr3+ and LaF3: Pr3+/Phys. Rev. Lett. 1979. V. 43. P. 1726-1730.

56. Szabo A. Ultra-narrow optical hole burning in ruby / J. Lumin. 1993. V. 56. P. 47-50.

57. Macfarlane R.M. Direct process thermal line broadening in Tm:YAG / J. Lumin. 2000. V. 85, №4. P. 181-186.

58. Moerner W.E., Gehrtz M., Huston A.L. Measurement of quantum efficiencies for persistent spectral hole burning / J. Phys. Chem. 1984. V. 88, № 25. P. 6459-6460.

59. Wannemacher R., Meltzer R.S., Macfarlane R.M. Time-resolved spectral holeburning in LaF3:Ho3+ and YLiF4:Er3+ / J. Lumin. 1990. V. 45, № 1-6. P. 307-309.

60. Paget D. Optical detection of NMR in high-purity GaAs under optical pumping: efficient spin-exchange averaging between electronic states / Phys. Rev. B. 1981. V. 24, №7. P. 3776-3793.

61. Chandra S., Takeuchi N., Hartmann S.R. Photon echoes in CaW04:Nd3+ / Phys. Lett. A. V. 1, № 1. P. 91-92.

62. Самарцев В.В., Усманов Р.Г., Хадыев И.Х. Световое эхо в CaW04:Nd3+ / Письма в ЖЭТФ. 1975. V. 22, № 1. Р. 32-35.

63. Chen Y.C., Chiang K.P., Hartmann S.R. Photon echo "decay" in LaF3 : Pr3+ as a modulation process / Opt. Commun. 1979. V. 26, № 2. P. 269-272.

64. De Voe R.G., Szabo A., Rand S.C., Brewer R.G. Ultraslow optical dephasing of LaF3: Pr3+ / Phys. Rev. Lett. 1979. V. 42, № 23. P. 1560-1563.

65. Macfarlane R.M., Yannoni C.S., Shelby R.M. Optical line narrowing by nuclear spin decoupling in Pr3+: LaF3 / Opt. Commun. 1980. V. 32, № 1. P. 101-104.

66. Macfarlane R.M., Shelby R.M. Sub-kilohertz optical linewidths of the F0 5D0 transition in Y203:Eu3+/ Opt. Commun. 1981. V. 39, № 3. P. 169-171.

67. Mitsunaga M., Yano R., Uesugi N. Time- and frequency-domain hybrid optical memory: 1.6-kbit data storage in Eu3+:Y2Si05 / Opt. Lett. 1991. V. 16, № 23. P. 18901892.

68. Equall R.W., Sun Y., Cone R.L., Macfarlane R.M. Ultraslow optical dephasing in Eu3+:Y2Si05 / Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72, № 14. P. 2179-2182.

69. Sun Y., Thiel C.W., Cone R.L., Equall R.W., Hutcheson R.L. Recent progress in developing new rare earth materials for hole burning and coherent transient applications / J. Lumin. 2002. V. 98, № 1-4. P. 281-287.

70. Babbitt W.R., Lezama A., Mossberg T.W. Optical dephasing, hyperfine structure, and hyperfine relaxation associated with the 580.8-nm 7F0-5D0 transition of europium in Eu3+:Y203 / Phys. Rev. B. 1989. V. 39, № 4. P. 1987-1992.

71. Mims W.B. Phase memory in electron spin echoes, lattice relaxation effects in CaW04:Er, Cr, Mn // Phys. Rev. 1968. V. 168, № 2. P. 370-389.

72. Shelby R.M., Yannoni C.S., Macfarlane R.M. Optically detected coherent transients, in nuclear hyperfine levels / Phys. Rev. Lett. 1978. V. 41, № 25. P. 1739-1742.

73. Meltzer R.S., Ganem J., Wang Y.P., Boye D., Yen W.M., Landau D.P., Wannemacher R., Macfarlane R.M. Optical dephasing of paramagnetic ions: Er3+ : YLiF4 — experiments and computer simulations / J. Lumin. 1992. V. 53, № 1-6. P. 1-6.

74. Shelby R.M., Macfarlane R.M. Hyperfine spectroscopy and spin dynamics by optical and sublevel coherence / J. Lumin. 1984. V. 31-32, Part 2. P. 839-844.

75. Ganem J., Wang Y.P., Boye D., Meltzer R.S., Yen W.M., Macfarlane R.M. Nonexponential photon-echo decays of paramagnetic ions in the superhyperfine limit / Phys. Rev. Lett. 1991. V. 66, № 6. P. 695-698.

76. Erickson L.E. Nuclear-quadrupole-resonance measurement of the 27A1 frozen core in YA103:Pr3+ / Phys. Rev. B. 1993. V. 47, № 14. P. 8734-8738.

77. Simon D.T., Geller M.R. Electron-phonon dynamics in an ensemble of nearly isolated nanoparticles / Phys. Rev. B. 2001. V. 64, № 11. P. 115412 5 pages.

78. Geller M.R., Dennis W.M., Markel V.A., Patton K.R., Simon D.T., Yang H.S. Theory of electron-phonon dynamics in insulating nanoparticles / Physica B. 2002. V. 316-317. P. 430-433.

79. Malyukin Yu.V., Masalov A. A., Zhmurin P.N. Single-ion fluorescence spectroscopy of a Y2Si05:Pr3+ nanocluster / Phys. Lett. A. 2003. V.316, № 1-2. P. 147-152.

80. Hillenbrand R., Taubner T., Keilmann F. Phonon-enhanced light-matter interaction at the nanometer scale / Nature. 2002. V. 418, № 6894. P. 159-161.

81. Knight J.C., Dubreuil N., Sandoghdar V., Hare J., Lefevre-Seguin V., Raimond J.M., Haroche S. Mapping whispering-gallery modes in microspheres with a near-field probe / Opt. Lett. 1995. V. 20, № 14. P. 1515.

82. Gayral В., Gerard J.M., Lematre A., Dupuis C., Manin L., Pelouard J.L. High-Q wetched GaAs microdisks containing InAs quantum boxes / Appl. Phys. Lett. 1999. V. 75, № 13. P. 1908-1910.

83. Vuckovic J., Loncar M., Mabuchi H., Scherer A. Design of photonic crystal microcavities for cavity QED / Phys. Rev. E. 2001. V. 65, № 1. P. 016608 11 pages.

84. Joannopoulos J.D., Meade R.D., Winn J.N. Photonic Crystals. New York: Princeton University Press, 1995. 656 p.

85. The Physics of Quantum Information: Quantum Cryptography, Quantum Teleportation, Quantum Computing / Bouwmeester D., Ekert A., Zeilinger A., Heidelberg: Springer, 2001. 314 p.

86. Vrijen R., Yablonovitch E. A spin-coherent semiconductor photo-detector for quantum communication / Physica E. 2001. V. 10, № 4. P. 569-575.

87. Turukhin A.V., Sudarshanam V.S., Shahriar M.S., Musser J.A., Ham B.S., Hemmer P.R. Observation of ultraslow and stored light pulses in a solid / Phys. Rev. Lett. 2002. V.88. № 2. P. 023602 4 pages.

88. Ohlsson N., Mohan R.K., Kroll S. Quantum computer hardware based on rare-earth-ion-doped inorganic crystals / Opt. Commun. 2002. V. 201, № 1-3. P. 71-77.

89. Amorphous solids. Low-temperature properties / W.A. Phillips, Berlin: SpringerVerlag, 1981. 167 p.

90. Progress in low-temperature physics/ Brewer D.F., Amsterdam: Elsevier, 1986. 340p.

91. Anderson P.W., Halperin B.I., Varma C.M. Anomalous low-temperature thermal properties of glasses and spin glasses / Phil. Mag. 1972. V. 25, № 1. P.l-9.

92. Phillips W.A. Tunneling states in amorphous solids / J. Low Temp. Phys. 1972. V. 7, №3-4. P. 351-360.

93. Freeman J.J., Anderson A.C. Thermal conductivity of amorphous solids / Phys. Rev. B. 1986. V. 34, № 8 P. 5684-5690.

94. Bellessa G. Frequency and temperature dependence of the sound velocity in amorphous materials at low temperatures / Phys. Rev. Lett. 1978. V. 40. P. 1456-1459.

95. Buchenau U., Prager M., Nucker N., Dianoux A.J., Ahmad N.A., Phillips W.A. Low-frequency modes in vitreous silica / Phys. Rev. B. 1986. V. 34, № 8. P. 5665-5673.

96. Карпов В.Г., Клингер М.И., Игнатьев Ф.Н. Теория низкотемпературных аномалий тепловых свойств аморфных структур / ЖЭТФ. 1983. Т. 84. С. 760.

97. Шпольский Э.В. Линейные спектры флуоресценции органических соединений и их применения / УФН. 1960. Т. 71, № 2. С. 215-242.

98. Brecher. С., Riseberg L.A. Laser-induced fluorescence line narrowing in Eu glass: A spectroscopic analysis of coordination structure / Phys. Rev. B. 1976. V. 13. P. 81-93.

99. Brawer S.A., Weber M.J. Comparison of optical spectra and computer-simulated structure of rare-earth-doped fluoroberyllate glasses / J. Non-Cryst Solids. 1982. V. 52, № 1-3. P. 321-336.

100. Brecher. C., Riseberg L.A., Weber M.J. Line-narrowed fluorescence spectra and site-dependent transition probabilities of Nd3+ in oxide and fluoride glasses / Phys. Rev. B. 1978. V. 18, № 10. P. 5799-5811.

101. Current trends in Optics / Dainty J.C., New York: Academic Press, 1995. 310 p.

102. Киттель Ч. Статистическая термодинамика. M.: Наука, 1977. 336 с.

103. Personov R.I., Al'shits E.I.,. Bykovskaya L.A. The effect of fine structure appearance in laser-excited fluorescence spectra of organic compounds in solid solutions/ Opt. Commun. 1972. V. 6, № 2. P. 169-173.

104. Kharlamov B.M., Personov R.I., Bykovskaya L.A. Stable 'gap' in absorption spectra of solid solutions of organic molecules by laser irradiation // Opt. Commun. 1974. V. 12, №2. P. 191-193.

105. Plakhotnik Т., Donley E.A., Wild U. Single molecule spectroscopy / Annu. Rev. Phys. Chem. 1997. V. 48. P. 181-212.

106. Moerner W.E., Kador L. Optical detection and spectroscopy of single molecules in a solid/Phys. Rev. Lett. 1989. V. 62, № 21. P. 2535-2538.

107. Orrit M., Bernard J. Single pentacene molecules detected by fluorescence excitation in a p-terphenyl crystal / Phys. Rev. Lett. V. 65, № 21. P. 2716-2719.

108. Kettner R., Tittel J., Basche Th., Braeuchle C. Optical spectroscopy and spectral diffusion of single dye molecule in amorphous spin-coated polymer films / J. Phys. Chem. 1994. V. 98, № 27. P. 6671-6674.

109. Наумов A.B., Вайнер Ю.Г. Одиночные молекулы как спектральные нанозонды для диагностики динамических процессов в твёрдых средах // УФН. 2009. Т. 179. С. 322-328.

110. Macfarlane R.M., Shelby R.M. Homogeneous line broadening of optical transitions of ions and molecules in glasses / J. Lumin. 1987. V. 36, № 4-5. P.179-207.

111. Денисов Ю.В., Кизель B.A. Миграция энергии в боратных стеклах, активированных европием, и относительное расположение уровней энергии. Оптика и спектроскопия. 1967. Т. 23. С. 472-474.

112. Kushida Т., Takushi Е. Determination of homogeneous spectral widths by fluorescence line narrowing in Ca(P03)2:Eu3+ / Phys. Rev. B. 1975. V. 12, № 3. P. 824827.

113. Selzer P.M., Huber D.L., Hamilton D.S., Yen W.M., Weber M.J. Anomalous fluorescence linewidth behavior in Eu -doped silicate glass / Phys. Rev. Lett. 1976. V. 36, № 14. P. 813-816.

114. Macfarlane R.M., Shelby R.M. Measurement of optical daphasing of Eu3+ and Pr3+ doped silicate glasses by spectral holeburning / Opt. Commun. 1983. V. 45. P. 46-51.

115. Avouris P., Campion A., El-Sayed M.A. Variations in homogeneous fluorescence linewidths and electron-phonon coupling within an inhomogeneous spectral profile / J. Chem. Phys. 1977. V. 67, № 7. P. 3397-3398.

116. Morgan R., El-Sayed M.A. Temperature dependence of the homogeneous linewidth of the 5D0-7Fo transition of Eu3+ in amorphous hosts at high temperature / Chem. Phys. Lett. 1981. V. 84, № 2. P. 213-216.

117. Lyo S.K., Orbach R. Homogeneous fluorescence linewidths for amorphous hosts / Phys. Rev. B. 1980. V. 22, № 9. P. 4223-4225.

118. Lyo S.K. Anomalous optical homogeneous linewidths in glasses / Phys. Rev. Lett. 1982. V. 48, № 10. P. 688-691.

119. Huber D.L. Reassessment of the Raman mechanism for homogeneous linewidths in glasses / J. Non-Cryst. Solids. 1982. V. 51, № 2. P. 241-244.

120. Dixon G.S., Poweil R.C., Xu Gang. Fracton contribution to the temperature dependence of the homogeneous linewidths of the 5D0-7F0 transition in Eu -doped glasses / Phys. Rev. B. 1986. V. 33, № 4. P. 2713-2718.

121. Yano R., Mitsunaga M., Uesugi N., Shimizu M. Temperature-dependence of theqihomogeneous width of Eu spectral lines in silicate glass measured by accumulated photon-echoes / Phys. Rev. B. 1994. V. 50, № 13. P. 9031-9034.

122. Fujita К., Hirao К. Temperature dependence of homogeneous line width of Eu3+ in sodium aluminosilicate glasses / J. Lumin. 2002. V. 98, № 1-4. P. 295-300.

123. Pellegrino J.M., Yen W.M., Weber M.J. Composition dependence of Nd3+ homogeneous linewidths in glasses / J. Appl. Phys. 1980. V. 51, № 12. P. 6332-6336.

124. Shelby R.M. Measurement of optical homogeneous linewidths in a glass with picosecond accumulated photon echoes / Opt. Lett. 1983. V. 8, № 2. P. 88-90.

125. Hegarty J., Broer M.M., Golding В., Simpson J.R., MacChesney J.B. Photon echoes below 1 К in aNd3+-doped glass fiber/Phys. Rev.Lett. 1983. V. 51. P. 2033-2035.

126. Huber D.L., Broer M.M., Golding B. Low-temperature optical dephasing of rare-earth ions in glass / Phys. Rev. Lett. 1984. V. 52, № 25. P. 2281-2284.

127. Lasjaunias J.C., Ravex A. Vandorpe M., Hunklinger S. The density of low energy states in vitreous silica: specific heat and thermal conductivity down to 25 mK / Solid State Commun. 1975. V. 17, № 9. P. 1045-1049.

128. Hayes J.M., Stout R.P., Small G.L. Hole burning, sofiton-phonon scattering and anomalously fast dephasing of impurity electronic transitions in glasses / J. Chem. Phys. 1980. V. 73, № 8. P. 4129-4131.

129. Hayes J.M., Stout R.P., Small G.L. Hole burning, sofiton-phonon scattering, and ultrafast dephasing of impurity electronic transitions in glasses / J. Chem. Phys. 1981. V. 74, №8. P. 4266-4275.

130. Гороховский A.A, Кикас, Пальм, JI.A. Ребане. Особенности выжигания провала в спектрах органических молекул в стеклообразных матрицах /ФТТ. 1981. Т. 23, №4. С. 1040-1047.

131. Van den Berg, Volker S. Does non-photochemical hole-burning reflect optical dephasing processes in amorphous materials? pentacene in polymethylmethacrylate as an affirmative example / Chem. Phys. Lett. 1986. V. 127, № 6. P. 525-533.

132. Molenkamp W., Wiersma D.A. Optical dephasing in organic amorphous systems. A photon echo and hole-burning study of pentaene in polymethylmethacrylate / J. Chem. Phys. 1985. V. 83, № l.P. 1-9.

133. Gruzdev N.V., Vainer Yu.G. Nanosecond spectral diffusion and optical dephasing in organic glasses over a wide temperature range: incoherent photon echo study of resorufin in D-and D6-ethanol / J. Lumin. 1993. V. 56, № 1-6. P.181-196.

134. Narasimhan L.R., Bai Y.S., Dugan M.A., Fayer M.D. Observation of fast time scale spectral diffusion in a low temperature glass: comparison of picosccond photon and stimulated echoes / Chem. Phys. Lett. 1991. V. 176, № 3-4. P. 335-342.

135. Volker S., Van der Waals. Laser-induced photochemical isomerisation of free base porphyrin in an n-octane crystal at 4,2 К / Mol. Phys. 1976. V. 32, № 6. P. 1703-1718.

136. Thijsen H.P.H., Van der Berg, Volker S. Thermal broadening of optical homogeneous linewidths in organic glasses and polymers studied via photochemical hole-burning / Chem. Phys. Lett. 1983. V. 97, № 3. P. 295-302.

137. Thijsen H.P.H., Volker S. Pitfalls in the determination of optical homogeneous linewidths in amorphous systems by hole-burning, influence of the structure of the host / Chem. Phys. Lett. 1985. V. 120, № 6. P. 496-502.

138. Thijsen H.P.H., Volker S., Schmidt M., Port H. Optical homogeneous linewidths in organic glasses below 1 K: a hole-burning study of free-base porphin in 2-methyltetrahydrofuran / Chem. Phys. Lett. 1983. V. 94, № 6. P. 537-539.

139. Thijsen H.P.H., Van der Berg, Volker S. Photochemical hole-burning down to 0,3 К in organic amorphous systems / Chem. Phys. Lett. 1983. V. 103, № l.P. 23-28.

140. Gorokhovskii A., Korrovits V., Palm V. Trummal M. Temperature broadening of a photochemical hole in the spectrum of H2-octaethylporphin in polystyrene between 0,05 and 1,5 К/ Chem. Phys. Lett. 1986. V. 125, № 4. P. 355-359.

141. Machetti A.P, Scozzafa M., Young R.H. Site selection, hole burning, and stark effect on resorufin in poly(methyl methacrylate) / Chem. Phys. Lett. 1977. V. 51, № 3. P. 424-426.

142. Thijsen H.P.H., Van der Berg, Volker S. Optical relaxation in organic disordered systems submitted to photochemical and non-photochemical hol-burning / Chem. Phys. Lett. 1985. V. 120, № 6. P. 503-508.

143. Volker S. Hole-burning spectroscopy / Annu. Rev. Phys Chem. 1989. V. 40. P. 499530.

144. Berg M., Walsh C.A., Narasimhan L.R., Littau K.A., Fayer M.D. Dynamics in low temperature glasses: theory and experiments on optical dephasing, spectral diffusion, and hydrogen tunneling / J. Chem. Phys. 1988. V. 88, № 3. P. 1564-1587.

145. Schulte G., Graund W., Haarer D., Silbey R. Photochemical hole burning of phthalocyanine in polymer glasses: thermal cycling and spectral diffusion / J. Chem. Phys. 1988. V. 88, № 2. P. 679-686.

146. Zilker S.J., Haarer D., Vainer Yu.G. Line broadening mechanisms in spectra of organic amorphous solids: photon echo study of terrylene in polyisobutylene at subkelvin temperatures / Chem. Phys. Lett. 1997. V. 273, № 3-4. P.232-238.

147. Вайнер Ю.Г., Груздев Н.В. Динамика органических аморфных сред при низких температурах: Исследования резоруфина в d- и d6- этаноле при 1.7-35 К методом некогерентного фотонного эха. II. Анализ результатов / там же. С. 259-269.

148. Thijsen Н.Р.Н., Volker S. J. Spectral hole burning in semicrystalline polymers between 0,3 and 4,2 К / J. Chem. Phys. 1986. V. 85, № 2. P. 785-794.

149. Zhang R., Yang T.-S., Myers A.B. Femtosecond incoherent photon echo from rhodamine В in propylene glycol. Inhomogeneous broadening and spectral difusion at room temperature / Chem. Phys. Lett. 1993. V. 211, № 6. P. 541-548.

150. Зуйков B.A., Самарцев B.B., Усманов Р.Г. Обращенное фотонное эхо в рубине /Письма вЖЭТФ. 1980. V. 31, № 11. Р. 654-659.

151. Kato К. High-efficiency, high-power difference-freqency generation at 2-4pm in LiNb03 / J. Quantum Electr. 1980. V. 16, № 10. P. 1017-1018.

152. Brewer R.G., Shoemaker D.L. Photon echo and optical nutation in molecules / Phys. Rev. Lett. 1971. V. 27, № 10. P. 631-634.

153. Photon counting using photoelectron tubes / Hamamatsu technical information, Japan: Hamamatsu Photonics K.K., 2001. 30 p.

154. Guttler F., Irngartinger Т., Plakhotnik Т., Renn A., Wild U.P. Fluorescence microscopy of single molecules / Chem. Phys. Lett. 1994. V. 217, № 4. P. 393-397.

155. Мао Н.К., Bell P.M., Shaner J.W., Steinberg D.J. Specific volume measurements of Cu, Mo, Pd, and Ag and calibration of the ruby Ri fluorescence pressure gauge from 0,06 to 1 Mbar / J. Appl. Phys. 1978. V. 49, № 6. P. 3276-3281.

156. Ragan D.D., Gustavsen R., Schiferl D. Calibration of the ruby R(l) and R(2) fluorescence shifts as a function of temperature from 0 to 600 К // J. Appl. Phys. 1992. V. 72, № 12. P. 5539-5544.

157. Hahn E.L. Spin echoes / Phys. Rev. 1950. V. 80, № 4. P. 580-594.

158. De Boeij W.P., Pshenichnikov M.S., Wiersma D.A. Ultrafast solvation dynamics explored by femtosecond photon echo spectroscopies / Annu. Rev. Phys. Chem. 1998. V. 49. P. 99-123.

159. Евсеев И.В., Рубцова H.H., Самарцев B.B. Фотонное эхо и фазовая память в газах. Казань: Изд-во КГУ. 2009, 490 с.

160. Калачёв А.А., Самарцев В.В. Когерентные явления в оптике. Казань: Изд-во КГУ, 2003. 270 с.

161. Morsink J.B., Wiersma D.A. Photon echoes in the 3P0-3H4 transition of Pr3+:LaF3 / Chem. Phys. Lett. 1979. V. 65, № 1. P. 105-108.

162. Babbit W.R., Mossberg T.W. Time-domain frequency-selective optical data storage in a solid state material / Opt. Commun. 1988. V. 65, № 3. P. 185-188.

163. Kim M.K., Kachru R. Multiple-bit long-term data storage by backward-stimulated echo in Eu3+:YA103 / Opt. Lett. 1989. V. 14, № 9. P. 423-425.

164. Morsink J.B., Hesselink W.H., Wiersma D.A. Photon echoes stimulated from long-lived ordered populations in multi-level systems. The effect of intersystem crossing and optical branching / J. Chem. Phys. 1982. V. 71, № 2. P. 289-294.

165. Нефедьев JI.A., Самарцев B.B. Оптическая эхо-голография / ЖПС. 1992. V. 5, №> 5-6. P. 386-428.

166. Wiersma D.A., Duppen К. Picosecond holographic-grating spectroscopy / Science. 1987. V. 237, № 4819. P. 1147-1154.

167. Schmidt I., Berman P.R., Brewer R.G. Coherent transient study of velocity-changing collisions / Phys. Rev. Lett. 1973. V. 31, № 18. P. 1103-1105.

168. Nakatsuka H., Asaka S., Tomita M., Matsuoka M. Multiple photon echoes in molecular iodine / Opt. Commun. 1983. V. 47. № 1. P. 65-69.

169. Burland D.M., Carmona F., Cuellar E. Optical coherent transient spectroscopy of the duryl radical / Chem. Phys. Lett. 1979. V. 64, № 1. P. 5-10.

170. Андрианов C.H., Набойкин Ю.В., Самарцев B.B., Зиновьев П.В., Силаева Н.Б. Влияние неравновесности фононов на оптическое сверхизлучение Дике / ЖЭТФ. 1986. Т. 91. № 6. С. 1990-2000.

171. Liao P.F., Ни P., Leigh R., Hartmann S.R. Photon echo-nuclear double resonance and its application in ruby / Phys. Rev. A. 1974. V. 9, № 1. P. 332-340.

172. Bloch F. Nuclear induction / Phys. Rev. 1946. V. 70. № 7/8. P. 460-474.

173. Klauder J.P., Anderson P.W. Spectral diffusion decay in spin resonance experiments / Phys. Rev. 1962. V.125. P. 912-932.

174. Салихов K.M., Семенов А.Г., Цветков Ю.Д. Электронное спиновое эхо и его применение. Новосибирск: Наука, 1976. 342 с.

175. Голенищев Кутузов В.А., Самарцев В.В., Хабибуллин Б.М. Импульсная оптическая и акустическая спектроскопия. М.: Наука, 1988. 224 с.

176. Mitsunaga М., Uesugi N., Sasaki Н., Karaki К. Hologramic motion picture by Eu3+:Y2Si05 / Opt. Lett. 1994. V. 19, № 10. P. 752-754.

177. Shen X.A, Nguyen A.D., Perry J.W., Huestis D.L., Kachru R. Time-domain holographic memory / Science. 1997. V. 278, № 5335. P. 96-100.

178. Lin H., Wang Т., Wilson G.A., Mossberg T.W. Experimental demonstration a swept-carrier time-domain optical memory / Opt. Lett. 1995. V.20, № 1. P. 91-93.

179. Macfarlane R.M., Shelby R.M. Magnetic field dependent optical dephasing in LaF3:Er3+ / Opt. Commun. 1982. V. 42, № 5. P. 346-350.

180. Ohlsson N., Nilsson M., Kroll S., Mohan R.K. Long-time-storage machanism for Tm:YAG in a magnetic field / Opt. Lett. 2003. V. 28, № 6. P. 450-452.

181. Gruber J.B., Hills M.E., Macfarlane R.M., Morrison C.A., Turner G.A., Quarles G.J., Kintz G.J., Esterowitz L. Spectra and energy levels of Tm3+:Y3Al50i2 // Phys. Rev. B. 1989. V. 40, № 14. P. 9464-9478.

182. Tiseanu C., Lupei A., Lupei V. Energy levels of Tm3+ in yttrium aluminium garnet/ J. Phys.: Condens. Matter. 1995. V. 7. P. 8477-8486.

183. Macfarlane R.M. Photon-echo measurements on the trivalent thulium ion / Opt. Lett. 1993. V. 18, №22. P. 1958.

184. Tallant D.R., Moore D.S., Wright J.C. Defect equilibria in fluorite structure crystals / J. Chem. Phys. 1977. V. 67, № 6. P. 2897-2908.

185. Strickland N.M., Jones G.D. Site-selective spectroscopy of Tm3+ centers in CaF2:Tm3+ / Phys. Rev. B. 1997. V. 56, № 17. P. 10916 14 pages.

186. Gaister A.V., Zharikov E.V., Lebedev V.F., Podstavkin A.S., Tenyakov S.Yu., Shestakov A.V., Shcherbakov I.A. Pulsed and CW lasing in a new Cr3+:Li:Mg2Si04 laser crystal / Quantum Electronics. 2004. V. 34, № 8. P. 693-694.

187. Гайстер A.B., Жариков E.B., Коновалов A.A., Субботин К.А., Тарасов В.Ф. Молекулярная самоорганизация примесных ионов Но3+ в синтетическом форстерите / Письма в ЖЭТФ. 2003. V. 77, № 11. Р. 753-758.

188. McPherson G.L., Henling L.M. EPR spectrum of coupled pairs of Gd3+ ions in single crystals of CsCdBr3 / Phys. Rev. B. 1977. V. 16, № P. 1889-1892.

189. Воробьева E.H., Лис Д.А., Малкин Б.З., Никитин С.И., Субботин К.А., Жариков Е.В. Селективная лазерная спектроскопия кристаллов Mg2Si04:R3+ (R-Ho, Tm) / Когерентная оптика и оптическая спектроскопия. 2004. Вып. VII. С. 397-402.

190. Merkel K.D., Krishna Mohan R., Cole Z., Chang Т., Olson A., Babbitt W.R. MultiGigahertz radar range processing of baseband and RF carrier modulated signals in Tm:YAG / J. Lumin. 2004. V. 107, № 1-4. P. 62-74.

191. Strickland N.M., Sellin P.B., Sun Y., Carlsten J.L., Cone R.L. Laser frequency stabilization using regenerative spectral hole burning / Phys. Rev. B. 2000. V. 62, № 3. P. 1473-1476.

192. Hesselink W.H., Wiersma D.A. Picosecond photon echoes stimulated from an accumulated grating / Phys. Rev. Lett. 1979. V. 43, № 27. P. 1991-1994.

193. Kalachev A.A., Samartsev V.V.The peculiarities of accumulated long-lived echo on Van-Vleck paramagnetics / Las. Phys. 1996. V. 6, № 4. P.735-738.

194. Szabo A. Spin dependence of optical dephasing in ruby: the frozen core / Opt. Lett. 1983. V. 8, № 9. P. 486-487.

195. Маликов Р.Ф. Математическое моделирование кооперативных когерентных эффектов в спектроскопии. Самара: Гилем, 2006. 284 с.

196. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы, М.: Наука, 1989. 432 с.

197. Зуйков В.А., Самарцев В.В. Пространственно-временные свойства многоканального долгоживущего обращенного фотонного эха / ЖПС. 1992. Т. 56, №4. С. 535-537.

198. Маныкин Э.А., Знаменский Н.В., Марченко Д.В., Петренко Е.А. Эффект подавления стимулированного фотонного эха при возбуждении когерентного излучения на смежном переходе / Письма в ЖЭТФ. 1991. Т. 54, № 3. С. 172-174.

199. Zuikov V.A., Samartsev V.V. Reverse photon echo as a method of investigation of resonant medium parameters / Phys. Stat. Sol. A. 1982. V. 73, № 2. P. 625-632.

200. Kalachev A.A., Samartsev V.V. Specific features of local data erasure and laser cooling in Van Lleckparamagnetics / Las. Phys. 1997. V. 7, № 2. P. 476-480.

201. Beach R., Hartmann S.R. Incoherent photon echoes / Phys. Rev. Lett. 1984. V. 53, № 7. P. 663-666.

202. Asaka S., Nakatsuka H., Fujiwara M., Matsuoka M. Accumulated photon echoes with incoherent light in Nd+3 doped silicate glass / Phys. Rev. A. 1984. V. 29, № 4. P. 2286-2289.

203. Golub J.E., Mossberg T.W. Studies of picosecond collisional dephasing in atomic vapour using broad-bandwidth transient four-wave mixing / JOSA В 1986. V. 3, № 4. P. 554-559.

204. Danailov M.B., Christov I.P. A novel method of ultrabroadband laser generation / Opt. Commun. 1989. V. 73, № 3. P. 235-238.

205. Dye lasers / Schafer F.P., Berlin and New York: Springer-Verlag, 1973. 20 lp.

206. Ganiel U., Hardy A., Neumann G., Treves D. Amplified spontaneous emission and signal amplification in dye-laser systems / IEEE J. Quantum Electron. 1975. V. QE-11. P. 881-892.

207. Atkinson J.B., Pace F.P. The spectral linewidth of a flashlamp-pumped dye laser / IEEE J. Quantum Electron. 1973. V. QE-9. P. 569-574.

208. Weiner A.W., Ippen E.P. Novel transient scattering technique for femtosecond dephasing measurements / Opt. Lett. 1984. V. 9, № 2. P. 53-55.

209. Weiner A.W., De Silvestri S., Ippen E.P. Three-pulse scattering for femtosecond dephasing studies: theory and experiment / JOSA. 1985. V. 2, № 4. P. 654-662.

210. Morita N., Yajima T. Ultrahigh-time-resolution coherent spectroscopy with incoherent light / Phys. Rev. A. 1984. V. 30, № 5. P. 2525-2536.

211. Kobayashi Т., Terasaki A., Hattori Т., Kurokawa. K. Application of incoherent light for the study of femtosecond-picosecond relaxation in condenced phase / Appl. Phys. B. 1988. V. 47, №2. P. 107-125.

212. Jankowiak R., Hayes J.M., Small G. J. Spectral hole-burning spectroscopy in amorphous molecular solids and proteins / Chem. Rev. 1993. V. 93, № 4 P. 1471-1502.

213. Вайнер Ю.Г., Кольченко M.A., Персонов Р.И. Модель мягких потенциалов и однородная ширина спектральных линий примесных центров в молекулярных аморфных средах/ЖЭТФ. 2001. Т. 119, № 4. С. 738-748.

214. Garcia A.J., Fernandez J. Optical homogeneous linewidths in glasses in the framework of the soft-potential model / Phys. Rev. B. 1979. V. 56, № 2. P. 579-592.

215. Gurevich V.L., Parshin D.A., Pelous J., Schober H.R. Theory of low-energy Raman scattering in glasses / Phys. Rev. B. 1993. V. 48, № 22. P. 16318 13 pages.

216. Ramos M.A., Gil L., Bringer A., Buchenau U. The density of tunneling and vibrational-states of glasses within the soft-potential model / Phys. Stat. Sol. A. 1993. V. 135, № 2. P. 477-492.

217. Garcia A J., Balda R., Fernandez J. Low-temperature optical homogeneous line width of glasses / J. Lumin. 1999. V. 83-84. P. 417-422.

218. Geva E., Skinner J.L., Theory of photon echoes and hole burning in low temperature glasses: how good are the standard approximations / J. Chem. Phys. 1997. V. 107, № 19. P. 7630-7641.

219. Berret J.F., Meissner M. How universal are the low temperature acoustic properties of glasses? / Z. Phys. B. 1988. V. 70, № l.P. 65-72.

220. Mermet A., Surovtsev N.V., Duval E. Inelastic neutron and Raman scattering of poly(methyl methacrylate): nanostructure of polymer glasses / Europhys. Lett. 1996. V.36, № 4. P. 277-282.

221. Вайнер Ю.Г., Кольченко M.A., Наумов A.B., Персонов Р.И. Цилкер С. Дж. Оптическая дефазировка в твердом толуоле, активированном цинк-октаэтилпорфином / ФТТ. 2003. Т. 45. С. 215-221.

222. Vainer Yu.G., Kol'chenko М.А., Naumov A.V., Personov R.I., Zilker S.J. Nonexponential two-pulse photon echo decay in amorphous solids at low temperatures / J. Lumin. 2000. V. 86, № 3-4. P. 265-272.

223. Wiedersich J., Surovtsev N.V., Rossler E. J. A comprehensive light scattering study of the glass former toluene / J. Chem. Phys. 2000. V. 113, № 3. P. 1143-1153.

224. Gladenkova S.N., Osad'ko I.S. Optical dephasing over a wide temperature range in Eu3+-doped silicate glass // Chem. Phys. Lett. 1991. V. 187. P. 628-632.

225. Осадько И.С. Об аномальном температурном уширении оптических линий примесных центров в стеклах / Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 33, № 12. С. 640-643.

226. Osad'ko I.S., Zhdanov S.A. Effect of low-frequency modes on temperature broadening of optical lines of impurity centers in glasses / Opt. Commun. 1982. V. 42, № 3. P. 185-188.

227. Van den Zaag P.J., Schokker B.C., Schmidt Th., Macfarlane R.M., Volker S. Dynamics of glasses doped with rare earth ions: a study by permanent and transient hole-burning / J. Lumin. 1990. V. 45, № 1-6. P. 80-82.

228. Осадько И.С. Динамическая теория спектральной диффузии в оптических спектрах примесных центров / ЖЭТФ. 1996. Т. 109, № 3. С. 805-820.

229. Mclntire M.J., Yamaguchi М., Kol'chenko М., Vainer Yu.G., Chronister E.L. High-pressure studies of optical dephasing in polymer glasses / J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110, № l.P. 227-233.

230. Lock A.J., Creemers T.M.H., Volker S. Spectral diffusion in glasses under high pressure: a study by time-resolved hole-burning / J. Chem. Phys. V. 110. P. 7467-7473.

231. Berg O., Chronister E.L. Optical dephasing in pentacene-doped PMMA under high pressure/ J. Phys. Chem. B. 1997. V. 106. P. 4401-4408.

232. Hizhnyakov V., Laisaar A., Kikas J., Kuznetsov A., Palm V., Suisalu A. Transformation of soft localized modes in glasses under pressure / Phys. Rev. B. 2000. V. 62, № 17. P. 11296 4 pages.