Поляризованная люминесценция центров окраски в диэлектрических кристаллах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Зилов Сергей Анатольевич

ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ

01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

□030В531Т

Иркутск 2007

003065317

Работа выполнена в Иркутском филиале Института лазерной физики СО РЛН и в Научно-йссдедоватепьском институте прикладкой физики Иркутского государственного университета

Научный консультант; доктор ф щ л ко-матсматическщ

наук, профессор Е.Ф. Мартынов»'

Официальные оппоненты: доктор физики маI с:<-гашческях

наук, профессор В.М Днсицин

доктор физико-математических наук, профессор А.К. Дмит риев

доктор физико-математических наук, профессор Е-А. Раджабрр

Ведущая организация: Уральский государственный

технический университет

Зашита диссертации состоится 12 октября 2007 г, в 15 часов па заседании диссертационного совета Д 212.074.04 при Ирку тском государственном университете по адресу: 664003, г. Иркутск, бульвар Гагарина. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Иркутского государственного уггн иерснтета.

Автореферат разослан <<»¿-о-с-*^:< 2007 г. Ученый секретарь

диссертационно! о совета Д 212.074.04. кандидат физико-математических наук доцент

Б.В. МангазееЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Диссертация посвящена исследованию взаимодействия оптического излучения с квантовыми системами в различных средах в зависимости от состояния поляризации и интенсивности возбуждающего излучения и симметрии основного и возбужденных состояний систем В частности работа направлена на исследование пространственно-периодического нелинейного взаимодействия ориентированных центров люминесценции с поляризованным лазерньм излучением в анизотропных диэлектрических средах

Известно, что интенсивность и состояние поляризации люминесценции центров окраски в кристаллах, зависит от направления распространения и состояния поляризации возбуждающего света, а также от направления наблюдения люминесценции В связи с этим возникает задача - по исследованию поляризованной люминесценции определить тип (мультипольность) и ориентации относительно кристаллографических осей элементарных поглощающих и излучающих осцилляторов, которыми моделируются переходы в центрах люминесценции, природу и структурную модель центров окраски Данное направление исследований было заложено в работах С И. Вавилова [1-2] и развито в эффективные методы (поляризационных диаграмм и азимутальных зависимостей) исследования атомов, молекул, и центров окраски в кубических кристаллах его учеником и последователем П П. Феофиловым [3] Позднее рядом авторов [4,5] были обобщены методы исследования поляризованной люминесценции (метод поляризационных отношений) на анизотропные кристаллы

В первой части диссертационной работы исследуется поляризованная люминесценция (методом поляризационных отношений) ряда неизученных лазерноактивных центров окраски в облученном нейтронами лейкосапфире с целью определения природы центров, их структурной модели и механизмов образования. Здесь же исследуется линейный дихроизм широкой бесструктурной полосы поглощения, обусловленной поглощением коллоидными частицами алюминия в данных кристаллах, роль этих частиц в механизме образования центров окраски. Данное направление исследований актуально и с точки зрения практического применения для создания новых лазерных сред, пассивных лазерных затворов и других элементов квантовой электроники на основе кристаллов с центрами окраски.

В работе исследуются механизмы термической и туннельной деполяризации люминесценции центров окраски в кристаллах Ь^Мц и КС1ТМ03 Разработка достаточно универсальной модели, адекватно описывающей данное явление в разных кристаллах, актуально для физики центров окраски

Несмотря, на долгое и успешное применение традиционных методов исследования поляризованной люминесценции центров окраски в кристаллах, следует отметить, что подобные исследования часто экспериментально трудоемки, а интерпретация полученных результатов не всегда бывает однозначной Поэтому разработки альтернативных методов определения типа и ориентаций элементарных осцилляторов, которыми моделируются переходы в квантовой системе (центре 01фаски), весьма актуальны Так, Е Ф Мартыновичем [6] была высказана идея использовать для определения ориентаций и типа элементарных излучателей в анизотропных кристаллах наблюдаемые пространственно-периодические картины распределения интенсивности люминесценции центров окраски В данной работе развивается этот подход. В отличие от традиционных методов, где возбуждающее излучение линейно поляризовано, в предлагаемом методе возбуждающий свет периодически меняет состояние поляризации Это обстоятельство потребовало развития новой техники вычислений, отличающейся от классической модели линейных осцилляторов и ротаторов, используемой в [3] К началу нашей работы удавалось рассчитывать аксиально-периодические зависимости (АПЗ) интенсивности люминесценции только для ориентационных групп линейных осцилляторов в одноосных кристаллах Рассматривалось только однофотонное поглощение и двухуровневые системы, что на начальном этапе исследований было оправдано относительной простотой модели Однако такая модель имеет весьма ограниченную область применения, поэтому было актуально развитие модели, адекватно описывающей взаимодействие возбуждающего света с произвольным состоянием поляризации (эллиптически поляризованный свет) с ориентационными группами центров окраски, в которых переходы описываются как линейными осцилляторами (АЛ, =0), так и ротаторами (правым и левым Д/2=±1). Предлагаемая в работе модель одинаково применима как в анизотропных кристаллах, так и в кубических кристаллах с наведенной анизотропией. Также в рамках данной модели в диссертации рассматриваются многоуровневые квантовые системы (центры окраски) и нелинейные эффекты, возникающие при насыщении уровня центра и при двухфотонном и двухступенчатом поглощении

Период пространственно-периодической модуляции интенсивности люминесценции обычно совпадает с периодом изменения состояния поляризации возбуждающего света при его распространении в одноосном кристалле Именно такие пространственно-периодические картины люминесценции различных центров окраски в ряде кристаллов (а-А12Оз, М%¥2,1лР) ранее и наблюдались [6,7] Однако в эксперименте на кристаллах 1лР с наведенной анизотропией для Рз+- центров мы наблюдали пространственно-периодическую картину люминесценции с вдвое более коротким периодом модуляции интенсивности В диссертации исследуется этот новый необычный эффект Определяются условия, при которых

наблюдается данный эффект- конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осцилляторов центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции Необходимым (но не достаточным) условием возникновения данного эффекта является нелинейная зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света

Таким образом, работа была направлена на исследование нового поляризационного эффекта, а также на исследование малоизученных эффектов деполяризации люминесценции центров окраски

Развитие новых методов исследования мультипольности и ориентаций элементарных осцилляторов, исследование эффектов, возникающих при многофотонных процессах, протекающих в мощных лазерных полях, имеет фундаментальное значения для понимания физики центров окраски, для развития физических основ оптической записи информации и других приложений

Цели диссертационной работы заключались в следующем

- методами исследования поляризованной люминесценции определить природу и структурные модели ряда неизученных центров окраски в лейкосапфире и выяснить механизм их образования,

- установить причины линейного дихроизма широкой бесструктурной полосы поглощения, наблюдаемой в облученном нейтронами лейкосапфире,

- выяснить закономерности деполяризации люминесценции центров окраски в кристалле при термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора,

- установить причины появления необычного эффекта удвоения частоты модуляции в аксиально-периодической зависимости распределения интенсивности люминесценции центров

Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи.

1 Изучить оптические характеристики ряда неисследованных центров окраски в лейкосапфире, определить ориентации поглощающих и излучающих осцилляторов данных центров

2 Установить закономерности процессов образования и преобразования центров окраски при изохронном и изотермическом отжиге облученных нейтронами кристаллов а-А1203

3 Разработать на основе теории поглощения и рассеяния света средами, содержащими малые частицы, модель, позволяющую получить количественные характеристики экспериментально наблюдаемого дихроизма бесструктурной полосы поглощения

4 Разработать метод разделения на составляющие спектров поглощения и люминесценции анизотропных (одноосных) кристаллов, применимый в случае полного перекрытия полос.

5 Установить механизмы деполяризации люминесценции центров окраски щелочно-галоидных кристаллах КС1-Т1,Ж)з и LiF-Mg Разработать метод расчета степени поляризации Р(Т) при термической и туннельной деполяризации люминесценции при ориентациях поглощающих и излучающих осцилляторов по 6С2, 4Сз и ЗС4 осям симметрии кубического кристалла

6 Разработать метод расчета аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции при моделировании переходов в центрах люминесценции, как линейными осцилляторами (Л/г = 0), так и ротаторами (Д7г =±1) Разработать метод определения типа и ориентации поглощающих и излучающих осцилляторов основанный на аксиально-периодической зависимости интенсивности люминесценции центров в кристаллах с естественной или наведенной анизотропией

7 Определить условия, при которых наблюдается эффект удвоения частоты модуляции в АПЗ конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осциллятора центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции

8 Развить метод расчета аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски в анизотропных кристаллах при нелинейной зависимости интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света.

Научная новизна работы

1 Исследованы оптические характеристики новых типов центров окраски в лейкосапфире (С1 с максимумами полос люминесценции при 530 и 615 ш и С4 с максимумом полосы люминесценции при 1,15 мкм). Методом поляризационных отношений определены тип и ориентации осцилляторов, которыми моделируются электродипольные переходы в ряде неизученных центров окраски в облученном нейтронами лейкосапфире С1, С4, С2 - центр с максимумом полосы поглощения при 450 нм и максимумом полосы люминесценции при 560 нм, СЗ - центр с максимумом полос поглощения при 454 и 850 нм и максимумом полосы люминесценции при 980 нм Для центров С1 и С2 установлены структурные модели

2 Показана возможность использования монокристаллов лейкосапфира с центрами окраски в качестве пассивных лазерных затворов (ПЛЗ) с управляемым начальным пропусканием для инфракрасной области спектра На кристаллах лейкосапфира с СЗ - центрами окраски реализован пассивный лазерный затвор для LiYF4-Er3+ лазера изменяющий начальное пропускание и тем самым режим генерации лазера в зависимости от угла поворота между электрическим вектором генерируемого света и оптической осью кристалла затвора

3 Разработан метод разделения спектров поглощения (и люминесценции) одноосных кристаллов в случае даже их полного

перекрытия В данном методе разложение сложных спектров поглощения и люминесценции на индивидуальные полосы производится на основе поляризационных отношений, полученных при исследовании поляризованной люминесценции, что дает возможность однозначно определить вклад каждого центра окраски в суммарный спектр Рассмотрены области применения данного метода Метод успешно применен для выделения полос люминесценции нового центра окраски -С1

4 Обнаружен линейный дихроизм широкой бесструктурной полосы поглощения в облученном нейтронами (доза 5 10п нейтрон/см1) кристаллах а-А120з Показано, что наблюдаемый дихроизм обусловлен формой и ориентацией коллоидных частиц металлического алюминия, формирующихся при облучении в виде плоских образований (50-100 нм), ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла На основе теории рассеяния света средами, содержащими малые частицы, разработана модель и сделаны оценки дихроизма бесструктурной полосы поглощения Данная модель, включает в себя аппроксимацию коллоидных образований алюминия плоскими эллипсоидами с широким диапазоном соотношения осей и введение статистического распределения коллоидных частиц по факторам формы В качестве параметра, характеризующего дихроизм, рассматривалось соотношение Ак = кп / кх , где кп и -коэффициенты поглощения света, поляризованного параллельно и перпендикулярно оптической оси кристалла, соответственно Получено хорошее количественное согласие экспериментальных и расчетных данных

5 Обнаружены термические изменения линейного дихроизма бесструктурной полосы поглощения, которые показывают, что при термическом отжиге (при температурах выше 800° С) происходит разрушение коллоидных образований на более мелкие, приближающиеся к шарообразной форме, частицы

6 Предложен механизм образования центров окраски при отжиге облученного нейтронами лейкосапфира Исследована роль коллоидных частиц алюминия в процессах образования и преобразования центров окраски в кристаллах лейкосапфира, облученных нейтронами Рассмотрена кинетика образования центров окраски, из которой следует, что центры окраски в облученных нейтронами кристаллах а-А12Оз образуются не однородно по всему объему кристалла, а локализованы вблизи коллоидных частиц алюминия, играющих роль дефекта, в результате распада которого при термическом отжиге образуются агрегатные центры окраски

7 Построена модель, описывающая деполяризацию люминесценции центров окраски в кристаллах, происходящую вследствие термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора Были рассчитаны зависимости степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры для всех возможных ориентаций (по кристаллографическим осям ЗС4,4С3 и6С2) осцилляторов в кубических кристаллах при термической и туннельной

деполяризации люминесценции Показано, что во всех случаях ориентаций осцилляторов просматривается аналогия между эффектом деполяризации люминесценции и эффектом внутрицентрового тушения люминесценции Выражения, описывающие зависимость степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры при всех ориентациях осцилляторов, близки к формуле Мотта для квантового выхода люминесценции Было продемонстрировано хорошее согласие экспериментальных и теоретических данных для центров окраски с максимумом люминесценции 670 нм в LiF-Mg и центров с максимумом люминесценции 450 нм в кристаллах КС1-Т1, N03 Предложены модели исследуемых центров

8 Развит новый метод определения типа и ориентаций осцилляторов, которыми моделируются поглощающие и излучающие переходы в центрах окраски в кристаллах В отличие от традиционных методов исследования поляризованной люминесценции, где возбуждающий свет линейно поляризован, в данном методе возбуждающий свет периодически меняет состояние поляризации Это потребовало обобщения модели классических линейных осцилляторов и ротаторов Разработана техника вычислений аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски в анизотропных кристаллах, основанная на представлении осцилляторов единичными комплексными векторами

9. Для кубических кристаллов определены условия возбуждения и наблюдения люминесценции и конфигурация образца, которые позволяют ввести простую процедуру для определения ориентаций и типа осцилляторов В данной модификации метода по наличию или отсутствию модуляции в двух пространственно-периодических картинах люминесценции центров однозначно определяются ориентации осцилляторов, а по положению максимумов и минимумов - тип поглощающих и излучающих осцилляторов Метод экспериментально апробирован на F2 - центрах в кристаллах LiF с наведенной анизотропией Предложенный метод дополняет известные методы азимутальных зависимостей и поляризационных диаграмм, однако имеет ряд преимуществ Например, случаи ориентации осцилляторов по четырем кристаллографическим осям Сз и ориентации осцилляторов по шести осям Сг традиционным методом в эксперименте часто мало различимы (поскольку имеют схожие зависимости), предложенным методом эти случаи хорошо различаются

10 Обнаружен и исследован новый эффект удвоения частоты модуляции в аксиальной пространственно-периодической зависимости люминесценции F3+- центров в кристаллах LiF с наведенной анизотропией Показано, что в напряженных кристаллах LiF с F3+- центрами окраски при возбуждении люминесценции в полосу поглощения А™* = 452нм удвоение частоты модуляции интенсивности люминесценции происходит вследствие насыщения метастабильного триплетного состояния центра

11 Теоретическим анализом эффекта удвоения частоты модуляции в аксиально-периодической зависимости интенсивности люминесценции центров в анизотропных кристаллах определены условия, при которых наблюдается данный эффект конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осцилляторов центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции Необходимым (но не достаточным) условием возникновения данного эффекта является - нелинейная зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света Такая нелинейная зависимость возникает при насыщении возбужденного уровня в центре люминесценции (эффект 1 типа), либо при двухфотонном (или двухступенчатом) поглощении центром (эффект 2 типа) Выявлены отличия обоих типов эффектов удвоения АПЗ

Расчеты выполнены для модельного объекта Рз+- центры в кристаллах 1лБ с наведенной сжатием анизотропией Выбор модели определялся удобством экспериментального наблюдения эффектов удвоения АПЗ обоих типов Были выбраны две оптимальные конфигурации эксперимента

В совокупности полученные результаты представляют собой решение важной научной задачи по исследованию поляризованной люминесценции кристаллов в условиях периодического изменения состояния поляризации возбуждающего излучения

Практическая значимость работы

Результаты проведенных исследований использованы для разработки новых пассивных лазерных затворов и лазерных элементов на основе монокристаллов лейкосапфира с центрами окраски и методов их приготовления, в том числе пассивных лазерных затворов с управляемым начальным пропусканием

Результаты исследования механизма образования центров окраски и бесструктурной полосы поглощения, могут служить основой для разработки технологий селективного разрушения коллоидных частиц для снижения оптических потерь и оптимизации лазерных элементов и пассивных лазерных затворов на основе лейкосапфира

Предлагаемый в работе метод разделения полос в спектрах поглощения одноосных кристаллов может быть рекомендован к практическому применению в спектроскопии кристаллов

Развиваемый в работе метод определения типа и ориентаций поглощающих и излучающих осцилляторов центров окраски в кристаллах (на основе АПЗ) дополняет известные методы азимутальных зависимостей и поляризационных диаграмм, и поскольку имеет ряд преимуществ, то может быть рекомендован для практического применения

Защищаемые положения

1 Модель правого и левого ротаторов, представляемых единичными

'Г

+ г О

для перехода между невырожденным и

1

комплексными векторами —^

ч

вырожденным уровнями в центре окраски адекватно описывает аксиально-периодические зависимости интенсивности люминесценции центров, как при однофотонном, так и при двухфотонном возбуждении Данная модель описывает поглощение и испускание света ансамблем одинаково ориентированных центров в локальной области и непригодна при рассмотрении отдельных актов поглощения и излучения фотона центром окраски Так же модель не пригодна для описания степени циркулярное™ люминесценции ансамбля центров

2 Центр окраски с максимумами полос поглощения при 530и615нм и центр с максимумом полосы люминесценции при 560 нм в облученных нейтронами кристаллах а-А1203 являются изомерами электронного агрегатного Г2 - центра и представляют собой две соседние анионные вакансии лежащие для первого в одной кислородной плоскости (0001), а для второго - в смежных кислородных плоскостях решетки

3 Разработанный метод разложения сложных спектров поглощения и люминесценции одноосных кристаллов на индивидуальные полосы, основанный на использовании поляризационных отношений, позволяет однозначно выделять индивидуальный спектр каждого центра окраски, независимо от его формы, в отличие от других известных методов разложения спектров

4 Форма и ориентация поглощающих частиц алюминия, образующихся при облучении кристалла лейкосапфира нейтронами, являются причиной появления линейного дихроизма, наблюдаемого в широкой бесструктурной полосе поглощения. Модель, основанная на аппроксимации поглощающих частиц плоскими эллипсоидами, ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла, адекватно описывает данный дихроизм.

5 В кристалле КС1 ТШОз деполяризация люминесценции в области температур 360-480К центров с полосой поглощения при 415 нм происходит вследствие термического "перескока" вакансии в эквивалентное положение, т е эффект обусловлен термической переориентацией излучающего осциллятора в возбужденном состоянии Для центров в кристалле 1лР-М^ исчезновение поляризации свечения с Лтах = 670нм при нагревании обусловлено двумя механизмами - термической и туннельной деполяризацией В данном случае происходит переориентация излучающего осциллятора центра, как вследствие термического, так и туннельного перехода системы между ян-теллеровскими минимумами в релаксированном возбужденном состоянии

6 Модель, основанная на парциальных кинетических уравнениях для населенностей возбужденных состояний отдельных ориентационных групп центров, дает возможность рассчитывать зависимости степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры, определять энергию активации термической переориентации излучающего осциллятора, а так же вероятность туннельной переориентации Выражения, описывающие зависимость степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры при всех возможных ориентациях осцилляторов, близки к формуле Morra для квантового выхода люминесценции

7 Удвоение часто гы модуляции в пространственно-периодической зависимости интенсивности люминесценции центров в анизотропных кристаллах возникает как следствие нелинейной зависимости интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света

Апробация результатов

Основные результаты исследований, представленные в диссертации, были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях, симпозиумах и семинарах

■ IV Всесоюзная конференция "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения ", Иркутск, 1982

■ V Всесоюзное совещание по радиационной физике и химии ионных кристаллов, Рига, 1983

■ Всесоюзная конференция "Оптика лазеров", Ленинград, 1984

■ Всесоюзная конференция "Перестраиваемые по частоте лазеры" Новосибирск, 1984

■ Всесоюзная конференция "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения", Новосибирск, 1985

• Всесоюзная конференция "Применение лазеров в науке и технике", Иркутск, 1988

• Всесоюзная конференция "Физика диэлектриков", Ленинград, 1988

■ Всесоюзная конференция по радиационной физике и химии неорганических материалов, Рига, 1989

■ Международная конференция «Luminescence detectors and transformers of ionizing radiation», LUMDETR 91, Riga, 1991

■ Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике (КиНО 91), Ленинград, 1991

• Международная конференция «XII International conference on defects in insulated materials» (ICDIM 92), Germany, Nordkirchen, 1992

■ Международная конференция по радиационной физики и химии неорганических материалов, Томск, 1993

• Международная конференция «The 7th International Conference Radiation Effects in Insulators» (REI-7), Nagoya, Japan, 1993

" Международная конференция «International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter» (ICL 93), Connecticut, USA, 1993

■ Международная VI конференция «Радиационные гетерогенные процессы», Кемерово, 1995

■ Международная конференция «VIII Internetional conference on radiation effects in insulators» (REI - 8), Sept 11 -15, Catania, Italy,1995

■ III Международная конференция "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул", Томск, 1997

■ Всероссийская школа-семинар "Люминесценция и сопутствующие явления", Иркутск, 1997

■ Всероссийская школа-семинар "Люминесценция и сопутствующие явления", Иркутск, 1999

» Всероссийская школа-семинар "Люминесценция и сопутствующие явления", Иркутск, 2000

■ VIII Международная школа-семинар «Люминесценция и лазерная физика», Иркутск, 2003

■ Международная конференция «12th International conference on radiation physics and chemistry of inorganic materials», Tomsk, 2003

■ IV International Symposium on Modern problems of laser physics, Novosibirsk, 2004

■ IX Международная школа-семинар по люминесценции и лазерной физике, Иркутск, 2004

> Международная конференция VUVS-2005, Иркутск, 2005

■ X Международная школа семинар по люминесценции и лазерной физике, Иркутск, 2006

■ Международная конференция «13lh International conference on radiation physics and chemistry of inorganic materials», Tomsk, 2006

Публикации

По теме диссертации опубликовано 32 печатных работы, из них 19 статей в рецензируемых журналах Оптика и спектроскопия, ФТТ, Phys Stat Sol (b), Ж Прикладной спектроскопии, Известия ВУЗов и 13 работ в прочих журналах, сборниках трудов всероссийских и международных научных конференций и симпозиумов

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа содержит 2 страницы, иллюстрируется fZ рисунками, включает 12- таблиц и состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка цитируемой литературы из 21J наименований

Личный вклад автора

Все изложенные в диссертации результаты получены автором лично или в соавторстве с коллегами А также с сотрудниками, подготовившими под руководством соискателя кандидатские диссертации В В Чумак (совместно - модель линейного дихроизма) и Н А Бронниковой (совместно работы по АПЗ) Автор осуществлял выбор направления и объектов исследования, разработку методов измерений, постановку и проведение экспериментов, анализ результатов и построение моделей

Исследования, составляющие основу диссертационной работы, выполнены в Иркутском филиале Института лазерной физики СО РАН и Научно-исследовательском институте прикладной физики Иркутского государственного университета

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи работы, основные защищаемые положения, показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дана краткая аннотация содержания глав

В первой главе представлена классическая модель линейных осцилляторов и ротаторов для описания поглощающих и излучающих электродипольных переходов между уровнями в центрах окраски с А/г = О и А/. = ±1, соответственно Показаны недостатки данной модели в случаях, когда возбуждающий свет меняет состояние поляризации при прохождении кристалла и имеет место не однофотонное поглощение

В работе используется полуклассическое приближение, т е электромагнитное поле рассматривается как плоская бегущая монохроматическая волна, распространяющаяся в направлении к, состояние поляризации описывается вектором Джонса (те комплексным вектором, нормированным на единицу), а центр - как квантовая система Гамильтониан взаимодействия центра с возбуждающим светом в дипольном

приближении Н' =-к Е, где с1 - оператор дипольного момента (в координатном представлении -ег), Е- напряженность электрического поля Матричный элемент Н' перехода из основного состояния (г/, в возбужденное состояние у/г можно записать как скалярное произведение (ц/2 |(г/ = ((у/2\d\V\) ё)Е0, где е- единичный вектор поляризации

(вектор Джонса), Е0 - амплитуда электрического вектора возбуждающего света [8]

Правила отбора для электродипольных переходов, как известно, допускают переходы между состояниями квантовой системы для А/ = ±1, А/ = 0,±1 Поскольку центры находятся в кристаллическом поле и имеет место штарковское расщепление уровней по модулю проекции момента

импульса, то электродипольные переходы возможны между уровнями с одинаковой проекцией момента импульса на направление электростатического поля (ось т., ДУ, =0) или между уровнями с ДУ„ = ±1 В первом случае дипольный момент перехода можно записать как

г0)

Ыл^Ил)) =

о

А, где нормированный на 1 вектор

0

■«линеиныи

осциллятор» ж, А - скалярная часть дипольного момента

Во втором случае для переходов с невырожденного уровня на невырожденный уровень у/1 (7г) => у/г +1) и (1г) => у/2 (./г -1), молено

записать (у/2 (./, ± 1)|й?| у/\ (./2 )) =

1

Тг

: У

'О

+ г 0

А, где нормированный на

\ у

1 комплексный вектор - правый и левый соответственно Таким образом, переходы

«ротаторы» с и су , между невырожденными уровнями в центре моделируются либо линейными осцилляторами, либо ротаторами

Моделирование электродипольных переходов в центрах окраски элементарными поглощающими и излучающими осцилляторами (линейными осцилляторами или ротаторами) является основой методов исследования поляризованной люминесценции кристаллов В [3] показано, что в случае переходов между невырожденными уровнями центра окраски им могут быть сопоставлены классические осцилляторы или ротаторы, однако если уровни вырождены, то такое сопоставление становится затруднительным

Так, если в центре происходит переход с невырожденного (основного) состояния у/х (0) на дважды вырожденное по проекции момента импульса

состояние у/2 = а{у/2 (+1) + а2у/2 (-1) (где ща\ + ага2 = 1), которое является любой суперпозицией состояний с определенной проекцией момента

импульса, то дипольныи момент

перехода (у2 Н ¥\)= ^

а\ +а 2

1(а2 - ах) 0

Л,

где с1х 2 =

л/2

1(а2 -а,) 0

- произвольный единичныи комплексный вектор

V " /

лежащий в плоскости (х, у) Те в отличие перехода между невырожденными уровнями, где дипольный момент перехода определенный вектор, в данном случае дипольный момент перехода не определен

В работе показано, что при поглощении света центром окраски происходит переход в такое возбужденное состояние ц/'г, дипольный момент перехода на которое (у/2 |<а?|ул) параллелен проекции комплексного

вектора поляризации возбуждающего света ё на плоскость (х, у)

Также показано, что в общем случае, когда ось ъ и комплексный единичный вектор поляризации е ориентированны совершенно произвольно будут выполняться соотношения

|((г2рк|> г]2=(К|2+К|2) И2 = сН(" И2 с1)

где п - единичный вектор нормали к плоскости (х, у)

|((("2 Щ Щ) е}2 = |({(//2 (+)$ щ (0)) ё]2 +\((у2 (-)|5| щ (0)} ё}2 (2)

Смысл соотношения (2) в том, что при вычислении сечения поглощения центра с переходом с невырожденного на вырожденный уровень, центр можно моделировать правым и левым ротатором Аналогичное утверждение, будет справедливым и для пары взаимно перпендикулярных линейных осцилляторов лежащих в плоскости (х, у) или пары взаимно ортогональных эллиптических осцилляторов общего вида (в плоскости (х, у)) Выбор базиса в данном случае определяется удобством вычислений

Таким образом, при поглощении в модели ротаторов мы заменяем одну квантовую систему (с дважды вырожденным уровнем) на две с невырожденными уровнями (правым и левым ротаторами а* и ¿г")

После акта поглощения, т е перехода системы в определенное возбужденное состояние ц/'2, происходит декогеренция возбужденного состояния Т е следует полагать все возбужденные состояния системы у/, = <а1(//(+) + агу/{-) равновероятными, и не связанными с состоянием ц/'2 на которое первоначально перешла система при поглощении фотона В работе показано, что при излучении центром окраски света в направлении К с поляризацией ё выполняются соотношения

(М^к.) гГЦ^дак« 2 <4)

Где в левой части выражений (3), (4) берется среднее по ансамблю одинаково ориентированных центров (или по числу актов излучения)

Соотношение (4) показывает, что хотя отдельный центр с излучающим переходом между вырожденным и невырожденным уровнем не описывается в рамках осцилляторной модели, однако ансамбль одинаково ориентированных центров п можно моделировать двумя ансамблями из и/2 правых и и/2 левых ротаторов

Данное описание переходов в центре окраски между невырожденным и вырожденным состояниями является развитием классической осцилляторной модели [3] Такой подход в значительной степени облегчает рассмотрение взаимодействия ориентационных групп квантовых систем с эллиптически поляризованным возбуждающим светом и расчет аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции ориентационных групп осцилляторов как в случае однофотонного, так и двухфотонного поглощения (Например, центр с двухфотонным поглощающим переходом Л/г = ±2 описывается двумя парами ротаторов одинаковой циркулярности - о+а++ а а)

В работе показано, что предлагаемая обобщенная осцшшяторная модель адекватно описывает поглощение и испускание света ансамблем центров (одной ориентационной группы и находящейся в локальной области) Т е в том случае, когда мы не интересуемся отдельными актами поглощения и излучения фотона центром окраски и когда не измеряем степень циркулярности люминесценции

В главе рассмотрены методы исследования поляризованной люминесценции кристаллов с центрами окраски Описан метод поляризационных отношений для одноосных кристаллов и схема измерений, используемая для исследования центров в лейкосапфире в гл 2

Кроме того, здесь представлен разработанный соискателем в соавторстве метод определения типа и ориентаций осцилляторов, основанный на измерении аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров в кристаллах с естественной и наведенной анизотропией

Во второй главе описаны результаты исследования поляризованной люминесценции и других спектральных характеристик ряда неизученных центров окраски в а-А1203

1 Центр окраски с максимумом полосы поглощения при 450 нм и максимумом полосы люминесценции при 560 нм (С2-центра в наших обозначениях) Несмотря на то, что данные центры окраски в облученном нейтронами лейкосафире ранее исследовались рядом авторов, природа этих центров и его структурная модель оставались не выясненными Из анализа измеренных нами поляризационных отношений люминесценции данных центров следовало, что миграция энергии между поглощающим и излучающим осцилляторами отсутствует, т е поглощает и излучает один и тот же центр и момент перехода однозначно описывается линейными осцилляторами Ориентации линейных осцилляторов в пределах погрешности эксперимента не меняются во всей полосе люминесценции

Рассчитанные по результатам измерений углы ориентаций поглощающего и излучающего осцилляторов относительно оптической оси

кристалла С3„ составляют соответственно а1 = (39 ± 3)° и а2 = (38 ± 3)° В пределах погрешности измерений углы совпадают, что еще раз подтверждает, что полоса поглощения 450 нм и полоса люминесценции 560 нм связаны с одним и тем же электронно-колебательным переходом в центре Угол между проекциями поглощающего и излучающего осцилляторов на плоскость (0001) (р- 0° в пределах погрешности эксперимента В более поздней работе Валбиса и Спрингиса при исследовании данных центров были получены близкие значения углов ориентации линейных осцилляторов а, = (40 ± 4)° и а2 = (38 ± 4)°

Полученные данные ограничивают круг возможных моделей центра С другой стороны, есть ряд косвенных данных, полученных другими авторами, что исследуемый центр является агрегатным. Из всех возможных в решетке лейкосапфира агрегатных центров близкую к экспериментальной ориентацию момента перехода имеет один из изомеров ^-центра (а = 38° к оси С3у) Исходя из всей совокупности экспериментальных данных, нами была предложена структурная модель исследуемого центра, представляющая собой две соседние анионные вакансии, лежащие в смежных кислородных слоях решетки а-АЬОз

2 Обнаруженный нами новый центр окраски с максимумом полосы Фотовозбуждения при 457 нм и максимумом полос люминесценции при 530 и 615 нм (С 1-центра в наших обозначениях)

При исследовании температурных преобразований спектров поглощения облученных нейтронами кристаллов лейкосапфира в области 450 нм были обнаружены изменения поляризационного отношения Ак = кц / (где к„ и ку коэффициенты поглощения света, поляризованного параллельно и перпендикулярно оптической оси кристалла, соответственно) При температурах отжига ниже 500°С величина параметра Ак =4,0 меняется незначительно и соответствует ориентации поглощающего осциллятора описанного выше центра С2 При повышении температуры отжига выше 600°С, когда концентрация С2 центров уже незначительна, значение Ак становится меньше 1 и составляет Ак = 0,3 при Т=700°, что соответствует поглощению линейными осцилляторами, ориентированными под углом щ = (66 ± 5)° к оптической оси кристалла. Данный факт свидетельствует о присутствии ранее неизвестного центра окраски

Максимум полосы люминесценции данных центров окраски при Т=300К находится на длине волны 615 нм, максимум полосы фотовозбуждения на 457 нм. Проведенное в области 450-700 нм разложение спектров люминесценции на составляющие (методом, предложенным в диссертации) позволило выявить вторую полосу люминесценции данного центра окраски с максимумом при 530 нм

Из анализа измеренных поляризационных отношений люминесценции С1- центров следует, что как поглощение, так и излучение данных центров описывается линейными осцилляторами, ориентированными относительно оптической оси кристалла C3v под углами а{= а2= (67 ±5)°, (р~{0 ± 5)°

Полученным ориентациям осцилляторов наиболее соответствует структурная модель, представляющая собой две соседние анионные вакансии, которые лежат в одной кислородной плоскости (0001) кристалла а-А1203 Учитывая влияние кристаллического поля, такой изомер Р2 центра будет иметь ориентации дипольных моментов переходов а, и а2 несколько отличающиеся от 90°

3 Центр окраски с максимумами полос поглощения при 454 и 850 нм и максимумами полос люминесценции при 472 и 980 нм (СЗ-центра в наших обозначениях)

При возбуждении свечения в полосе 454 нм облученных нейтронами кристаллов а-А120з в спектре люминесценции регистрируется три полосы с максимумами при 472, 560 и 980 нм Полоса люминесценции 560 нм принадлежит С2 центрам, поэтому здесь из рассмотрения ее можно исключить, а оставшиеся две полосы, как показывает анализ, принадлежат одному центру (СЗ) С полосой люминесценции 980 нм сопряжена полоса поглощения с максимумом при 850 нм Данный центр имеет три уровня, излучательное время жизни из состояний 2 и 3 невелико и составляет 65 и 15 не, соответственно Следовательно, переходы lö2 и 1<=>3 разрешены в электродипольном приближении

Методом поляризационных отношений исследовалась поляризованная люминесценция 472 и 980 нм при возбуждении гелий-кадмиевым лазером 441 нм Из анализа измеренных нами поляризационных отношений люминесценции данных центров следовало, что миграция энергии между поглощающим и излучающим осцилляторами отсутствует, т е поглощает и излучает один и тот же центр, моменты переходов 10 2 и 1 о 3 однозначно описываются линейными осцилляторами Ориентации линейных осцилляторов в пределах погрешности эксперимента не меняются как в полосе люминесценции с максимумом 472 нм, так и полосе люминесценции с максимумом 980 нм Электродипольный момент перехода центра СЗ, сопряженный с полосами поглощения 454 нм и люминесценции 472 нм, описывается линейным осциллятором, составляющим с оптической осью кристалла C3v угол а, = а2 = (42 ± 3)° Момент перехода, связанный с инфракрасными полосами поглощения и люминесценции, описывается так же линейным осциллятором, ориентированным под углом (32 ± 3)° к оптической оси кристалла

4 Обнаруженный нами новый центр окраски с полосами поглощения в области 1.06 мкм и сопряженной полосой люминесценции 1,15 мкм (С4-центр, бесфононная линия при 1,077 мкм) Анализ совокупности значений измеренных поляризационных отношений показывает, что момент перехода

С4 центра описывается линейным осциллятором, ориентированным под углом а, - а2 = (30 + 2)° к оптической оси кристалла

В данной главе экспериментально показана возможность использования монокристаллов лейкосапфира с центрами окраски в качестве пассивных лазерных затворов (ПЛЗ) с управляемым начальным пропусканием для инфракрасной области спектра.

Поскольку время жизни состояния 2 центра СЗ составляет 6,5 10"8с, а эффективное сечение для поглощения при переходе 1 => 2 составляет величину 0,5 Ю~20м2, то должно иметь место быстрое насыщение этого перехода Т е реализуется нелинейный насыщающийся фильтр на область длин волн 0,8-0 91 мкм, который может быть весьма полезен в качестве ПЛЗ лазера на 1лУР4-Ег3+, генерирующего на длине волны Лг = 0,85 мкм Так как электродипольный момент перехода 1 => 2 ориентирован под острым углом (а, =32°) к оси кристалла С3у и учитывая, что излучение этого лазера плоскополяризованно, то на СЗ центрах реализуется ПЛЗ, имеющий свойство изменять начальное пропускание в зависимости от угла ср между электрическим вектором генерируемого света Е и осью С3„

Ось С3„ ортогональна оси поворота ПЛЗ, совпадающей с направлением излучения в резонаторе лазера Зависимость начального пропускания от угла <р

^ = сое1"1 + зт2 <р е '1', (5)

где /- длина ПЛЗ, к„ и к1 - коэффициенты поглощения света, поляризованного параллельно и перпендикулярно оптической оси кристалла, соответственно Так как для СЗ (и С4) Ак -кц/к^ значительно больше 1, то максимальное пропускание будет при Е перпендикулярном С3у и минимальное, когда Е параллельно С3у

Экспериментальный образец а-А^Оз с СЗ центрами размером 8 х 14 мм был изготовлен так, что ось С3„ ортогональна оси цилиндра. Лазерный элемент 1лУР4-Ег3+ (8 х 90мм) и ПЛЗ устанавливались в резонатор Фабри-Перо с пропусканием зеркал ОД и 30% При повороте ПЛЗ его пропускание изменялось в пределах 25-70% Параметры наблюдавшихся в эксперименте импульсов, генерируемых лазером, в зависимости от угла поворота (р, сведены в таблицу

Таблица

Параметры импульсов, генерируемых

лазером в

зависимости от угла поворота ПЛЗ ср

(р, град Начальное пропускание, % Количество генерируемых импульсов Длительность одиночного импульса, не Интенсивность одиночного импульса, отн ед

Режим своб генерации 100 50-60 500-1500 1

90 70 22-25 400 2

75 55 5 180 11

57 48 1 50 56

В первой строке таблицы представлены характеристики «дичков» режима свободной генерации. При начальном пропускании ПЛЗ 48% лазер генерировал моноимпульс с энергией 75 мДж Отношение энергии моноимпульса к энергии свободной генерации составило 20±2% При оптимизации всех элементов лазера это отношение, по-видимому, может быть увеличено до 30-40% Наработка ПЛЗ составляла не менее 106 импульсов

Образец а-А12Оз, содержащий С4 центры был использован нами в качестве ПЛЗ для модуляции добротности резонатора лазера на ИАГ~Ш3+ (7ч=1 >064 мкм) По своим основным характеристикам С4 близки СЗ центрам

Таким образом, нелинейный насыщающийся фильтр на основе монокристалла а-А1203 с СЗ и С4 центрами может быть использован в качестве ПЛЗ лазеров, работающих в ближней инфракрасной области спектра

В данной главе также предложен для анизотропных (одноосных) кристаллов довольно простой новый метод разделения экспериментально наблюдаемых спектров поглощения и люминесценции на индивидуальные полосы центров окраски Суть данного метода состоит в том, что из поляризационных отношений, полученных при исследовании поляризованной люминесценции, можно определить мультипольность и ориентации поглощающих и излучающих осцилляторов, которыми описываются переходы в центрах окраски Это дает возможность однозначно вычислить вклад каждого центра в суммарный спектр поглощения (люминесценции) образца Метод успешно использовался для разделения полос в спектрах поглощения и люминесценции лейкосапфира Особенностью метода является то, что выделяемая полоса может иметь произвольную форму - гауссову, лоренцеву, низкотемпературный спектр со структурой и т п В отличие от известного метода Аленцева-Фока, предлагаемый метод позволяет разделять полосы и в случае их полного перекрытия

Показаны преимущества и недостатки предлагаемого метода, области его применения и примеры разложения спектров

В третьей главе излагаются результаты экспериментального исследования линейного дихроизма широкой бесструктурной полосы поглощения в облученных нейтронами кристаллах лейкосапфира

В спектрах поглощения монокристаллов а-А12Оз полосы, связанные с различными центрами окраски, проявляются на фоне широкой бесструктурной полосы люминесценции, медленно спадающей от УФ к инфракрасной области спектра К началу исследований из ряда работ было известно, что данная полоса обусловлена поглощением коллоидных частиц алюминия, образующихся при облучении лейкосапфира нейтронами по реакции {А1*\+пе->{А1°)„ По данным, полученным методом электронной микроскопии, размер частиц алюминия порядка 50-100 нм

Оказалось, что данная полоса обладает довольно значительным дихроизмом, так измеренное нами поляризационное отношение А,. = кп /кх = 0,45 ± 0,05 в диапазоне длин волн 0,7-1,0 мкм

В работе показано, что данный дихроизм обусловлен формой частиц алюминия в виде плоских образований, ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла Расчет на основе теории поглощения и рассеяния света средами, содержащими малые частицы, позволяет провести теоретическую оценку наблюдаемого дихроизма

Нами предложена модель, в которой коллоидные образования алюминия аппроксимируются эллипсоидами (форма частиц меняется от шара до плоского диска) с малыми осями, ориентированными по оптической оси кристалла Анализ сделан для нормального гауссового распределения по факторам формы /, зависящим от соотношения осей эллипсоидов Получено хорошее количественное совпадение экспериментальных и расчетных данных

Исследовалась роль коллоидных частиц алюминия в образовании центров окраски в кристаллах а-А1203 при отжиге Для исследования процессов образования и преобразования центров окраски при изохронном и изотермическом отжиге нами были выбраны СЗ и С4 центры (по ряду технических причин)

Оказалось, что при изотермическом отжиге, разрушение центров не описывается обычным уравнением первого порядка

-~ = Шехр(-Еа/кТ), (6)

Си

где N - концентрация исследуемых центров, Еа - энергия активации разрушения центров, А — константа

Для адекватного описания процесса изотермического отжига СЗ и С4 центров необходимо было предположить, что, кроме элементарного

процесса разрушения исследуемых центров, описываемого уравнением (6), идет и процесс их образования в результате распада некоторых дефектов О. Отметим, что при данных температурах и временах отжига концентрации других центров окраски малы, и они не могут служить источником образования исследуемых центров

Из системы кинетических уравнений для данного процесса получено выражение для концентрации исследуемых центров от времени отжига

= М0 ехр(-?/г)+[ехр(-?/г0)~ехр(-г/г)], (7)

Г -То

где г, тп - времена релаксации, т'1 - Аехр(-Е/кТ), т01 = Ав ехр(-Е0 / кТ), Ев - энергия активации разрушения дефектов О Экспериментальные кривые концентрации исследуемых центров от времени изотермического отжига адекватно описываются выражением (7)

Экспериментально определенные энергии активации разрушения центров СЗ, С4 и дефектов О составили Е1У> =1,17 эВ Е<>} = 1,21 эВ и Е'^ = = 0,56эВ, соответственно То есть центры образуются при распаде одних и тех же дефектов I)

В ряде работ методом электронной микроскопии исследовался процесс термического преобразования коллоидных частиц А1 в дислокационные петли в дефектном кристалле а - А1203 Измеренная энергия активации разрушения коллоидных частиц А1 составила 0,5 5эВ, что близко к полученному нами значению, поэтому можно заключить, что дефекты £> и есть коллоидные частицы А1, а СЗ и С4 центры образуются в результате термического разрушения данных коллоидных частиц

На основании проведенных исследований в работе предложен механизм образования центров окраски при отжиге облученного нейтронами лейкосапфира Суть этого механизма заключается в том, что при отжиге коллоидной частицы происходит диффузия кислорода из соседних слоев решетки и частичное восстановление решетки Эта "короткая" диффузия имеет место в локальной области на границе двух фаз, поэтому ее энергия активации меньше, чем энергия активации обычной диффузии в бездефектном кристалле, и составляет 0,55эВ, что соответствует температурам 300 - 500"С, при которых идет преобразование коллоидных частиц в дислокации На промежуточных стадиях преобразования коллоидной частицы в дислокационную петлю происходит образование Б - агрегатных центров и, возможно, центров, связанных с межузельным алюминием Поскольку "атмосфера" межузельного кислорода не скомпенсирована с количеством алюминия в коллоидной частице, то при отжиге неизбежно образуются Б и Р - агрегатные центры, так как кислорода из области "короткой" диффузии не хватает для построения бездефектных

слоев При дальнейшем отжиге завершается формирование дислокационной петли

Из предложенного выше механизма образования центров окраски следует, что центры окраски образуются не однородно по объему кристалла, а локализовано в окрестностях дислокационных петель Действительно, в литературе есть ряд косвенных данных о неоднородном распределении центров в объеме облученного нейтронами кристалла а - А1гОг

В четвертой главе изложены результаты исследования деполяризации люминесценции при термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора центра окраски

При нагревании ряда кристаллов наблюдается падение степени поляризации Р(т) = (/" - 71)/(/" +11) люминесценции некоторых центров

окраски до нуля В главе исследуется этот эффект в кристаллах КС1 ТШОэ с центрами окраски с полосой поглощения при 415 нм (с максимумом люминесценции при 450 нм) и в кристаллах 1лБМ§ центров окраски с максимумом люминесценции при 670 нм.

В большинстве работ по исследованию поляризованной люминесценции центров окраски в кристаллах авторы полагают, что процесс поглощения - испускания фотона центрами окраски происходит без миграции энергии (БМ) Т е поглощает и излучает фотон одиночный центр окраски, причем если поглощение описывается осциллятором (диполем или ротатором) с ориентацией - г, то излучению однозначно соответствует один диполь (или ротатор) ориентации - ] Ориентации поглощающего и излучающего осцилляторов, как правило (из симметрии), совпадают Суммарную интенсивность люминесценции в направлении наблюдения К в случае БМ можно записать как [5]

КС, (8)

1=1

где С- константа, 1ваб- интенсивность возбуждающего света, п(,) -концентрация центров г-той ориентации (в основном состоянии), -вероятность поглощения осциллятором г-той ориентации, Ж™ -вероятность излучения осциллятора г-той ориентации в направлении наблюдения Суммирование проводится по ориентациям р осцилляторов

В некоторых работах рассматривается случай с миграцией энергии (СМ), т е когда поглощает осциллятор одного центра, а излучает осциллятор другого центра Передача энергии возбуждения может происходить по разным механизмам В этом случае информация о типе (диполь, ротатор) и ориентации поглощающего осциллятора полностью теряется, однако из исследования поляризованной люминесценции таких центров можно судить о типе и ориентации излучающих осцилляторов в анизотропных кристаллах В кубических кристаллах случай СМ приводит к

полностью неполяризованной люминесценции и никакой информации об осцилляторах извлечь невозможно Суммарную интенсивность люминесценции в направлении наблюдения К в случае СМ можно записать как [5]

= С1^\ I I , (9)

где п"" - концентрация излучающих осцилляторов ] -той ориентации Суммирование проводится по ориентациям р,1 поглощающих и излучающих осцилляторов, соответственно

Однако, как будет показано ниже, реализуется и промежуточный случай - частичной переориентации излучающего осциллятора центра, т е, когда в возбужденном состоянии центра существует отличная от нуля вероятность А переориентации излучающего осциллятора с направления поглощающего осциллятора на эквивалентные кристаллографические оси

Например, как показано на рис 1, поглощает ротатор «7 с нормалью, ориентированной по оси С*1', а излучает с вероятностью Д/3 линейный осциллятор я, направленный по одной из эквивалентных осей С3И, С3(3) или

,(4)

В этом случае суммарную интенсивность люминесценции в

направлении наблюдения Я можно записать как

(10)

где 0<А<——*, при А =0 выражение (10) сводится к (8), а при Р

а = к (9) Р

Рис 1 Ориентации поглощающих и излучающих осцилляторов центров окраски с максимумом люминесценции при 670 нм в кристаллах 1лР М§

Из кинетических уравнений для населенностей возбужденных состояний центров для ориентационных групп осцилляторов, направленных по кристаллографическим осям симметрии4С3,ЗС„ и 6С2 кубического кристалла, рассчитывались зависимости Р{Т) Показано, что во всех случаях ориентации осцилляторов просматривается аналогия между эффектом деполяризации люминесценции и эффектом внутрицентрового тушения люминесценции Выражения, описывающие зависимость степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры, при всех ориентациях осцилляторов аналогичны формуле Мота для квантового выхода люминесценции

Для центра окраски в кристаллах 1лБ Mg центров окраски с максимумом люминесценции при 670 нм на рис.2 показана наблюдаемая зависимость Р(Т) при возбуждении люминесценции в полосу 560 нм (поглощают и излучают линейные диполи п-п) и 385 нм (поглощает ротатор о, а излучает линейный осциллятор я)

Рис 2 Расчетные кривые зависимости степени поляризации люминесценции Р от температуры кристалла 1,17 - Р для модели жестко закрепленных классических электродипольных поглощающих и излучающих осцилляторов (я-тс, а-п, соответственно), ориентированных по осям Сз (модели тригонального центра без деполяризации ), 2, 27 - кривые для модели тригонального центра с термической деполяризацией, 3, 3 ' - кривые для модели ян-теллеровского центра с туннельной и термической деполяризацией

На рис. 3 представлена схема уровней данного центра и энергетическая диаграмма, описывающая туннельную и термическую деполяризацию

Рис 3 Схема уровней (а) и энергетическая диаграмма, описывающая туннельную и термическую деполяризацию люминесценции центра (б)

Для модели ян-теллеровского центра с туннельной и термической деполяризацией (рис 3) расчет степени поляризации Р(Т) дает

Р{Т)=--г-7~ =--—(П)

Зчи Лт ) (3 + 8Ь)+8ае

где м>тун = 1/ттт - вероятность туннелирования системы за единицу времени из одного тригонального Я-Т минимума в другой (рис За), Ъ = у„/ М!тл = ття /ттун, Еа - величина энергетического барьера (рис 36)

На рис 2 приведены расчетные кривые Р(Т) 1,1/ - для модели классических электродипольных осцилляторов, ориентированных по кристаллографическим осям Сз, 2,2' - для модели тригонального центра с аермической деполяризацией при Еа— 0 22 эВ , 3,3'' - Для модели ян-теллеровского центра с четырьмя тригональными минимумами в каждом возбужденном состоянии с туннельной и термической деполяризацией при Еа=0 22 эВ , а =5х109, Ъ =0 18 Как видно, кр 3,3/ хорошо согласуются с экспериментом Поскольку экспериментально определенное излучательное время жизни центра окраски тизл я 20 не , то ттуп ~ 100нс

Т о, при низких температурах (Т< 100 К) имеет место туннельная релаксация системы из одного минимума возбужденного состояния, в котором находится система вследствие поглощения света п (или а) осциллятором в ориентации С на другие эквивалентные Я-Т тригональные минимумы При этом происходит частичная деполяризация люминесценции При повышении температуры до 100-120 К происходи!

термический "переброс" системы на другие минимумы и степень поляризаций Р стреми тся к нулю.

В кристалле КП'ПМО; наблюдается деполяризация люминесценции в области температур .360-480 К центров е полосой поглощения при 415 им (поглощение и люминесценция описываются Линейными осцилляторами, ориентированными по оси С,), переориентация излучающих осцилляторов происходит вследствие термического "перескока'" вакансии в эквивалентное положение по одной из трех осей С"1, т.е. эффект обусловлен термической переориентацией центра в возбужденном состоянии.

В пятой главе представлены результаты исследования нового необычного эффекта удвоения частоты модуляции в аксиально-периодической картине распределения интенсивности люминесценции центр ой окраски в анизотропных крис таллах.

Па рис.4 показана схема эксперимента но наблюдению пространственно-периодической картины люминесценции центров окраски в кубических кристаллах с наведенной сжатием анизотропией.

Рис.4, Схема эксперимента

На рис.5 показаны пространственно-периодическая картины люминесценции F, и F}* центров в кристалле LiF, когда возбуждающий свет падает по нормали к Кристаллографической плоскости (110) образца, а нагрузка приложена по оси С; перпендикулярно вектору /с, наблюдение лймйнесценции в направлении ] I I 1 | (вектор R¡ на рис.4). Фотографии были сделаны в одном и том же эксперименте, менялись только светофильтры! через которые проводилось наблюдение.

Рис. 5. Эффект удиоошш частоты пространственной модуляций интенсивное™ люминесценции Ь'з -центрои (вверху), но сравнению с нормальной А] 13 люминесценции I':-центров (»низу). Нагрузка для формировании анизотропии образна приложена но направлению Оси Cj. Наблюдение .помииссцсишш производится в направлении R) одной из осей С?.

Как уже упоминалось, период пространственно-периодической картины обычно совпадай!' с периодом изменения состояния поляризации возбуждающего света, однако как видно па фотографии 5, гт р остра п ственпо? нсриодическая картина зеленой люминесценции (Р3+-центры) имеет вдвое более коро ткий период.

При наблюдении люминесценции н направлении но нормали к плоскости (100) |вектор R? на рис.4) просфанстненно-периодическая картина люминесценции при моделировании поглощающего и излучающего переходов линейными осцилляторами или ротаторами, ориентированными по кристаллографическим осям ЗС.(; 4Q н 6Ci кубического кристалла, вообще пс должна наблюдаться, так как В этом случае интенсивность люминесценции пропорциональна суммарной по ориентациям поглощаемой мощности осцилляторон, а суммарная поглощаемая мощность, как показы лают расчеты, остается постоянной при иссх возможных ориентациях линейных осцилляторов или ротаторов. Однако, как видно на рис. 6(6), пространственно периодическая картина люминесценции Fj' -центров и в этом случае наблюдается. (Возбуждающий свет падает по нормали к кристаллографической плоскости (110) образца).

а)

б)

Рис. 6. Фотографии люминесценции р/-центров (вверху а:б), по сравнению с люминесценцией 1'Ч-центрок (внизу а;б); а) - наблюдение ¡! направлении И/, б) в направлении ¡1;. Фотографии сделаны в одном эксперименте, менялись только светофильтры и направлен^ наблюдения.

Было показано, что в данном случае (при поглощении 1'У центрами в полосе Л"Ь! = 452им) эффект удвоения частоты модуляции происходит вследствие насыщения метастабильного триплетного состояния цёйтра.

Расчетно-теоретическим анализом данкогй эффекта удвоения часто и>1 модуляции в аксиально-периодической зависимости (АПЗ) интенсивности люминесценции центров в анизотропных кристаллах определены условия, при которых наблюдается данный эффект: конфигурация образца, ориентации и тип поглощающею и излучающего

осцилляторе^ датра люминесценции, направление от ичсской оси Кристалла, направления возбуждения и наблюден и я люминесценции. 1 Ьобходимым (но не достаточным) условием возникновения данного зффекщ являете« нелинейная зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света, Такая нелинейная зашсашсть возникает при насыщении возбужденного уровня в центре люминесценции (чффек'1 1 типа), либо при двухфотонном (или двухступенчатом) поглощении центром (эффект 2 типа). Выявлены отличия обоих типов эффектов удвоения АПЗ.

Расчеты Выполнены для модельного объекта - Г.»'- центры в кристаллах !_лГ' с наведенной сжатием анизотропией. Выбор модели определялся удобством экспериментального наблюдения эффектов удвоения АЩ обоих типов. Были выбраны лве оптимальные конфигурации эксперимента: 1- возбуждающий плоскополяризоаанный свет падает по Нормали к плоскости (100) образца, вектор напряженности Е под углом 45" к направлению сжатия образца по [ПО], наблюдение люминесценции в направлении [010]; 2. возбуждающий плоско пол яризсшшшЙ свет падает по нормали к плоскости (110) образца, вектор напряженности Е под углом 45" к направлению сжатия образца по одной из осей С'г, наблюдение л ю минее цен ни и в направлении [010].

Расчет данной модели показал, что эффект удвоения АПЗ 1-го типа должен наблюдаться только «о втором эксперименте, глубина модуляции * = Р™ ~ Л™ + Л,и, ) составляет 2% И 14% при первой (рис.7) и

второй (рис.8) конфигурациях, соответственно.

Суммарная АПЗ

ин-.-1---у) А

И 0,5 1 1,5

Рис.7. Интенсивность люминесценции в отд. ел, ориенташюилых трупп ротаторов I-4 от расстояния у. На нерхией сплошной крнной показана суммарная АПЗ. Сплошными ЛИНИЯМИ показаны зависимости при насыщении грщвшгшмо уровта центра. I iyiiKTHpo.M суммарная ЛШ люминесценции к отсутствии насыщения. Вектор к перпендикуляре!) кристаллеграфическом плоскости f 100"). наблюдение люминесценции

и ваправаешн И! (рис.4). На фотографии показано отсутствие модуляции в эксперименте.

о

О 0,5 1 1,5 у/Л

¡'ис.8. Суммарная интенсивность люминесценции и отн. ед ориентациощых групп ротаторов 1-4 от расстояния у. Сплошными линиями показана зависимость при насыщении трип летного уровня центра и пунктиром - зависимость в отсутствии насыщения. Вверху фотография АПЗ в эксперименте.

Заметим, что в отсутствии насыщения уровня в I эксперименте наблюдалась бы нормальная АПЗ (пунктирная кривая на рис.7) с глубиной модуляции 12,5%. Неравномерность интенсивности свечения по длине кристалла обусловлена исходной неравномерностью распределения концентрации центров в образце и наблюдается и при отсутствии нагрузки.

В то время как эффект удвоения 2-го типа имеет место в обоих экспериментах, глубина модуляции составляет 17% и 15% при первой и второй конфигурации, соответственно! Глубина модуляции АШ не зависит от интенсивности возбуждающего света.

В эксперименте пока наблюдался только эффект I типа; полученные экспериментальные кривые АПЗ, глубина модуляции находятся н хорошем согласии с расчетными ЛИЗ.

В заключении сформулированы научные результаты и выводы диссертационной работы.

В приложении приведены расчеты АПЗ для эффектов 1 и 2 типов.

Основные РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ диссертации заключаются в следующем.

I, Определены тип и ориентации осцилляторов, которыми моделируются электр о дйгшльные переходы в ряде неизученных центров Окраски в облученном ней тронами лейкосапфире, Для центра с максимумом полосы поглощения ггри 450 нм и максимумом полосы люминесценции при 560 им и центра с максимумами полос люминесценции при 530 и 615 им, предложены их структурные модели (как изомеры /-', -центра).

2 На основе кристаллов лейкосапфира с СЗ - центрами окраски реализован пассивный лазерный затвор для 1лУТ4-Ег3+ лазера, обладающий важным для практического применения качеством - изменять начальное пропускание и тем самым режим генерации лазера в зависимости от угла поворота между электрическим вектором генерируемого света и оптической осью кристалла затвора

3 Предложен метод разделения спектров поглощения (и люминесценции) одноосных кристаллов, в котором в роли коэффициентов разложения спектров выступают поляризационные отношения Особенностью метода является то, что выделяемая полоса может иметь произвольную форму - гауссову, лоренцеву, низкотемпературный спектр со структурой и т п В отличие от известного метода Аленцева-Фока, предлагаемый метод позволяет разделять полосы и в случае их полного перекрытия

4 Установлено, что линейный дихроизм широкой бесструктурной полосы поглощения, наблюдаемый в облученных нейтронами кристаллах лейкосапфира, обусловлен формой частиц алюминия, в виде плоских образований, ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла Показана роль коллоидных частиц алюминия в механизме образования агрегатных центров окраски при отжиге облученного нейтронами лейкосапфира Предложен механизм образования агрегатных центров окраски при отжиге

5. Установлено, что деполяризация люминесценции центров с полосой поглощения при 415 нм в кристалле КС1ТМ03 в области температур 360-480К обусловлена переориентацией излучающих осцилляторов вследствие термического "перескока" вакансии в эквивалентное положение, геометрическая структура центра при этом не меняется Тогда как деполяризация люминесценции центров с полосами поглощения при 385 нм и 560 нм и полосой люминесценции при 670 нм в гамма облученных кристаллах ЬлБ в области температур 110 - 120 К обусловлена переориентацией излучающего осциллятора центра, как вследствие термического, так и туннельного переходов системы между ян-теллеровскими минимумами

6 Предложена модель, описывающая деполяризацию люминесценции центров окраски в кристаллах, происходящую вследствие термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора

7 Разработана техника вычисления аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции ориентационных групп центров с переходами, моделируемыми линейными осцилляторами (ДЛ, =0) и ротаторами (АУг =±1) в анизотропных кристаллах Так же данная техника позволяет рассчитывать АПЗ при двухфотонном и двухступенчатом поглощении центров

8 Предложен метод определения типа и ориентаций осцилляторов, которыми моделируются поглощающие и излучающие переходы в центрах

окраски в кристаллах, основанный на измерении аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски

9 Обнаружен необычный эффект удвоения частоты модуляции в аксиальной пространственно-периодической зависимости люминесценции F3+- центров в кристаллах LiF с наведенной анизотропией Установлено, что в напряженных кристаллах LiF с F3+- центрами окраски при возбуждении люминесценции в полосу поглощения = 452нм удвоение частоты модуляции интенсивности люминесценции происходит вследствие насыщения метастабильного триплетного состояния центра

10 Определены условия, при которых наблюдается эффект удвоения частоты модуляции АПЗ конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осциллятора центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции Установлено, что данный эффект является следствием нелинейной зависимости интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света

Такая нелинейная зависимость возникает при насыщении возбужденного уровня в центре люминесценции (эффект 1 типа), либо при двухфотонном (или двухступенчатом) поглощении центром (эффект 2 типа) Выявлены отличия обоих типов эффектов удвоения АПЗ

В совокупности полученные результаты представляют собой решение важной научной задачи по исследованию поляризованной люминесценции кристаллов в условиях периодического изменения состояния поляризации возбуждающего излучения

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1 Мартынович, Е Ф Новые центры окраски в монокристаллах LiF и а-AI2O3 и элементы перестраиваемых лазеров на их основе / Мартынович Е.Ф, Григоров В А , Зилов С А., Токарев А Г // Сборник "Перестраиваемые по частоте лазеры", Новосибирск, ИТФ -1984 - С 105108

2 Мартынович, Е Ф Люминесценция центров окраски в кристаллах а-А1203 / Мартынович Е Ф., Токарев А Г, Зилов С А // Сборник "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения", Новосибирск. - 1985 - С 132-135

3 Мартынович, Е Ф Поляризованная люминесценция в видимой и инфракрасной областях спектра центров окраски в а-А1203 / Мартынович Е Ф, Григоров В А,Зилов С А, Токарев А Г // Оптика и спектроскопия.-1986 -Т61 -Вып2 -С 338-341

4 Мартынович, Е.Ф Оптические свойства центров окраски в а-А120з люминесценцирующих в видимой и ИК -областях спектра / Мартынович Е Ф , Токарев А Г, Зилов С А // Укр физ журнал - 1987 -Т 32 -N8 -С 1173-1179

5 Мартынович, Е.Ф Перестраиваемое лазерное излучение, нелинейное поглощение и антистоксова люминесценция центров окраски в а-А12Оэ /

Мартынович Е Ф , Токарев А Г, Зилов САП Известия вузов - 1987 - Т 30 -№10 - С 41-46

6 Григоров, В А Инфракрасное поглощение и люминесценция радиационных центров окраски монокристаллов а-А1203 / Григоров В А, Мартынович Е Ф , Зилов С А, Червяцов А А // Оптика и спектроскопия -1988 -Т 65 -Вып 1 -С 233-235

7 Зилов, С А Механизм образования и преобразования центров окраски в монокристаллах а-А1203 / Зилов С А, Григоров В А, Мартынович Е Ф, Чумак В В // Физика твердого тела -1991 -Т 33 -№8 -С 2432-2435

8 Пензина, Э Э Поляризованная люминесценция активаторных центров окраски в К1 с высоким содержанием T1N03 / Пензина Э Э , Смольская Л П, Зилов С А //Оптика и спектроскопия -1991 -Т 71 -Вып 4 -С 621-623 9. Зилов, С А Линейный дихроизм бесструктурной полосы поглощения ("пьедестала") в нейтронно облученном лейкосапфире / Зилов С А, Григоров В А, Мартынович Е Ф, Чумак В В // Оптика и спектроскопия -1991 -Т 71 -Вып6 -С 972-973

10 Зилов, С А Поляризованная люминесценция в инфракрасной области спектра центров окраски в а-А1203 / Зилов С А, Григоров В А, Мартынович Е Ф , Чумак В В // Оптика и спектроскопия - 1992 - Т 72 -Вып 4 - С 108-112

11 Grigorov, V A Nonlinear-absorbing medium for passive laser shutter m 0 81 08 цт spectral region based on color center a-Al203 monokrystastal / Grigorov V A, Zilov S A Martynovich Y F, Opanasenko D N // Сборник статей Solid State Lasers and New Laser Materials, Editor VV Osiko, Associate Editors A A. Mak, A.Z. Grasiuk -Proc SPIE -1992 - Vol 1839 -P 274-278

12 Zilov, S A Creation mechanism and optical properties of color centers in a-A1203 irradiated by neutrons / Zilov S A, Grigorov V A, Martynovich Y F , Chumack V V // Proceedings of the XII International conference on defects in insulated materials (ICDIM 92) Editors О Kanert and J M Spaeth - World Scientific, Publishing Co Pte Ltd -1993 -Vol 2 -P 844-846

13 Костюков, В M Структура NC(F3)) - центров в LiF и ее проявление оптической анизотропии у-облученных кристаллов / Костюков В М, Максимова Н Т, Зилов С А, Мыреева 3 И // Оптика и спектроскопия -

1995 ~Т 79 -№4 - С 625-628

14 Чумак, В В Влияние распределения коллоидных частиц алюминия по форме на дихроизм бесструктурной полосы поглощения в нейтронно -облученном а-А1203 / Чумак В В , Зилов С А, Григоров В.А, Чумак Е В. // Оптика и спектроскопия -1996 -Т 80 -Вып 6 - С 929-931

15 Зилов, С А Метод разделения полос в спектрах поглощения одноосных кристаллов на основе поляризационных отношений / Зилов С А, Чумак В В, Григоров В.А, Перов М А И Прикладная спектроскопия -

1996 -Т 63 -№2.-С 345-349

16 Ivanov., N A Peculiarities of Polarization of Colour Centre Red Emission in Heavily y-Irradiated Mg Doped LiF Crystals / Ivanov N A., Penzina E E, Zilov SA //Phys Stat Sol (b) -1999 - Vol 213.-P 197-202

17 Иванов, НА, Механизмы деполяризации люминесценции центров окраски с максимумом люминесценции 670 нм в гамма-облученных кристаллах LiF'Mg / Иванов Н А, Пензина Э Э , Зилов С А // Оптика и спектроскопия -2002 -Т 92 -№1 -С 69-72

18 Чумак, В В Поляризованная люминесценция центров окраски в а-А1203 в области 615 нм / Чумак В В , Зилов С А., Григоров В А // Труды VIII Международной школы-семинара «Люминесценция и лазерная физика» -Иркутск Изд-во Иркутского университета -2003 —С 82-86.

19 Чумак, В В Модель центра окраски лейкосапфира люминесцирующего в области 615 нм / Чумак В В , Зилов С А, Григоров В А // Proceedings 12th International conference on radiation physics and chemistry of inorganic materials - Tomsk, Russia -2003 -P 539-541

20 Мартынович ,E Ф Метод исследования мультипольности и ориентации элементарных осцилляторов центров окраски в кубических кристаллах / Мартынович Е Ф , Дресвянский В П., Зилов С А, Максимова Н.Т, Старченко А.А // Proceedings 12th International conference on radiation physics and chemistry of inorganic materials - Tomsk, Russia — 2003 - P 335-339

21 Мартынович, Е.Ф Метод исследования мультипольности и ориентации элементарных осцилляторов в кубических кристаллах, основанный на аксиально-периодической зависимости интенсивности люминесценции / Мартынович Е Ф, Дресвянский В П., Зилов С.А, Максимова Н Т, Старченко А А // Оптика и спектроскопия. - 2004 - Т 96 - №6 — С 933937

22 Бронникова, Н А Определение ориентаций осцилляторов в кубических кристаллах по аксиально-периодической зависимости их люминесценции / Бронникова Н А, Мартынович Е Ф., Дресвянский В П, Зилов С А, Старченко А А, Максимова НТ // Сборник трудов IX Международной школы-семинара по люминесценции и лазерной физике Под редакцией акад С Н Багаева, акад Н А Борисевича и проф. Е Ф. Мартыновича -Иркутск • Изд-во Иркут ун-та. - 2005 - С 235-240

23 Мартынович, ЕФ. Аномальная аксиально-периодическая зависимость интенсивности люминесценции F3+- центров в кристаллах LiF с наведенной анизотропией / Мартынович Е Ф, Дресвянский В П, Зилов С А, Максимова НТ, Старченко А А // Сборник трудов IX Международной школы-семинара по люминесценции и лазерной физике Под редакцией акад СН Багаева, акад НА.Борисевича и проф ЕФ Мартыновича -Иркутск Изд-во Иркут ун-та -2005 -С 226-234

24 Бронникова, Н А. Дифференциация элементарных излучателей по типу и ориентации с использованием пъезомодуляционного метода / Бронникова Н А, Мартынович Е Ф, Зилов С А, Дресвянский В.П., Старченко А А, Максимова Н.Т // Сборник трудов Третьей интеграционной

междисциплинарной конференции Т 1 - Иркутск ИНЦ СО РАН - 2005 -С 43-46

25 Martynovich, Е F Modulation frequency doubling in axial-periodic dependence of luminescence F3+ -color centers in LiF crystals / Martynovich E F , Dresvianski V P , Zilov S A, Maksimova N T, Starchenko A A // Proceedings of the Fourth International Symposium "Modern problems of laser physics" -Novosibirsk, Russia -2005 -P 377-382

26 Мартынович, E Ф Удвоение частоты модуляции в аксиально-периодической зависимости люминесценции F3+ -центров в кристаллах LiF / Мартынович Е.Ф , Дресвянский В П, Зилов С А, Максимова Н Т, Старченко А А, Бронникова НА// Оптика и спектроскопия - 2006 - Т 101 -№2 -С 280-285

27 Martynovich, Е F Axial-penodic distribution of luminescence intensity of F3+-centers in LiF crystals with induced amsotropy / Martynovich E F, Dresvyanskii V P, Zilov S A, Bronnikova N A, Maksimova N T, Starchenko A.A // Известия ВУЗов, Физика - 2006. - T 4 - С 93-97

28 Martynovich, EF The method for determination of multipolarity and orientations of oscillators in cubic crystals by axial-periodic dependence of the color centers luminescence / Martynovich E F., Dresvyanskii V P , Zilov S A, Bronnikova N A, Maksimova N T, Starchenko A A // Известия ВУЗов, Физика -2006 -T 4 -С 21-23

29 Martynovich, Е F The effect of the frequency modulation doubling of the F3+- color centers luminescence in LiF crystals with induced amsotropy / Martynovich E F , Dresvyanskii V P, Zilov S A., Bronnikova N A, Maksimova N T, Starchenko A A // Известия ВУЗов, Физика - 2006 - Т. 10 - С 119121

30 Martynovich, Е F Piezo-modulation method of the elementary oscillators differentiation on the type and the orientation in cubic crystals / Martynovich E F , Dresvyanskii V P., Zilov S A, Bronnikova N A, Maksimova N T, Starchenko A A // Известия ВУЗов, Физика -2006-T 10 - С 430-432

Список цитируемой литературы:

1 Вавилов, С И Собрание сочинений. Том 1 / Вавилов С И - М. . Изд АН СССР, 1952 - 451 с

2. Вавилов, С И Собрание сочинений Том 2 / Вавилов С И - М Изд АН СССР, 1952 - 548 с

3 Феофилов, ПП Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов / Феофилов П.П -М Гос. изд физ.-мат лит-ры, 1959 - 288 с

4 Lee, КН. Electron Centers in Single Crystal A1203 / Lee KH, CrawfordI.H.//Phys Rev.. Solid Stat.-1977 - V.15.-N 8.-P. 4065-4070

5 Спрингис, M E Применение метода поляризационных отношений для исследования точечных дефектов в кристалле А1203 / Спрингис ME// Изв АНЛатв ССР,сер физ итехн наук -1980 -№4 -С 38-46

6 Мартынович, Е Ф Люминесценция, внутренний фотоэффект и преобразование центров окраски в анизотропных кристаллах под действием

фемтосекундных лазерных импульсов / Мартынович Е Ф // Известия вузов Физика -2000 -Т 43 -№3 -С 31-42

7 Мартынович, Е Ф Центры окраски в лазерных кристаллах / Е Ф Мартынович — Иркутск Изд.-во Иркутского университета, 2004 -227 с.

8 Пантел, Р Основы квантовой электроники / Пантел Р, Путхов Г - Пер с англ М. Мир, 1972 - 327 с

Подписано в печать 10 06 2007 Заказ №46 Формат 60x90 1/16 Тираж 150 экз Отпечатано ООО «Фрактал» 664022, г Иркутск, ул Коммунистическая, 65 А

Введение

Глава

Методы исследования поляризованной люминесценции центров окраски в кристаллах

1.1. Модель классических электродипольных линейных осцилляторов и ротаторов. Методы поляризационных диаграмм и азимутальных зависимостей в кубических кристаллах (литературный обзор)

1.2. Метод поляризационных отношений для определения ориентаций осцилляторов в одноосных кристаллах (литературный обзор)

1.3. Квантово - механическое описание модели линейных осцилляторов и ротаторов [41,42]

1.4. Метод исследования мультипольности и ориентации элементарных осцилляторов в кубических кристаллах, основанный на аксиально-периодической зависимости интенсивности люминесценции [41,42]

1.4.1. Методика исследований

1.4.2. Расчет аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции

1.4.3. Эксперимент и обсуждение результатов

1.5. Усовершенствованная модификация пространственно-модуляционного метода [53-57]

Актуальность и состояние проблемы

Диссертация посвящена исследованию взаимодействия оптического излучения с квантовыми системами в различных средах в зависимости от состояния поляризации и интенсивности возбуждающего излучения и симметрии основного и возбужденных состояний систем. В частности, работа направлена на исследование пространственно-периодического нелинейного взаимодействия ориентированных центров люминесценции с поляризованным лазерным излучением в анизотропных диэлектрических средах.

Известно, что интенсивность и состояние поляризации люминесценции центров окраски в кристаллах, зависит от направления распространения и состояния поляризации возбуждающего света, а также от направления наблюдения люминесценции. В связи с этим возникает задача - по исследованию поляризованной люминесценции определить тип (мультипольность) и ориентации относительно кристаллографических осей элементарных поглощающих и излучающих осцилляторов, которыми моделируются переходы в центрах люминесценции, природу и структурную модель центров окраски. Данное направление исследований было заложено в работах С.И. Вавилова [1-2] и развито в эффективные методы (метод поляризационных диаграмм и метод азимутальных зависимостей) исследования атомов, молекул и центров окраски в кубических кристаллах его учеником и последователем П.П. Феофиловым [3]. Позднее рядом авторов были обобщены методы исследования поляризованной люминесценции (метод поляризационных отношений) на анизотропные кристаллы.

В первой части диссертационной работы исследуется поляризованная люминесценция (методом поляризационных отношений) ряда неизученных лазерноактивных центров окраски в облученном нейтронами лейкосапфире с целью определения природы центров, их структурной модели и механизмов образования. Здесь же исследуется линейный дихроизм широкой бесструктурной полосы поглощения, обусловленной поглощением коллоидными частицами алюминия в данных кристаллах, роль этих частиц в механизме образования центров окраски. Данное направление исследований актуально и с точки зрения практического применения для создания новых лазерных сред, пассивных лазерных затворов и других элементов квантовой электроники на основе кристаллов с центрами окраски.

В работе исследуются механизмы термической и туннельной деполяризации люминесценции центров окраски в кристаллах 1ЛР:1У^ и КС1:ТШ03. Разработка достаточно универсальной модели, адекватно описывающей данное явление в разных кристаллах, актуально для физики центров окраски.

Несмотря, на долгое и успешное применение традиционных методов исследования поляризованной люминесценции центров окраски в кристаллах, следует отметить, что подобные исследования часто экспериментально трудоемки, а интерпретация полученных результатов не всегда бывает однозначной. Поэтому разработки альтернативных методов определения типа и ориентаций элементарных осцилляторов, которыми моделируются переходы в квантовой системе (центре окраски), весьма актуальны. Так, Е.Ф.Мартыновичем была высказана идея использовать для определения ориентаций и типа элементарных излучателей в анизотропных кристаллах наблюдаемые пространственно-периодические картины распределения интенсивности люминесценции центров окраски [43]. В данной работе развивается этот подход. В отличие от традиционных методов, где возбуждающее излучение линейно поляризовано, в предлагаемом методе возбуждающий свет периодически меняет состояние поляризации. Это обстоятельство потребовало развития новой техники вычислений, отличающейся от классической модели линейных осцилляторов и ротаторов, используемой в [3]. К началу нашей работы удавалось рассчитывать аксиально-периодические зависимости (АПЗ) интенсивности люминесценции только для ориентационных групп линейных осцилляторов в одноосных кристаллах. Рассматривалось только однофотонное поглощение и двухуровневые системы, что на начальном этапе исследований было оправдано относительной простотой модели. Однако такая модель имеет весьма ограниченную область применения, поэтому было актуально развитие модели, адекватно описывающей взаимодействие возбуждающего света с произвольным состоянием поляризации (эллиптически поляризованный свет) с ориентационными группами центров окраски, в которых переходы описываются как линейными осцилляторами (Л/2 =0), так и ротаторами (правым и левым Л/2=± 1). Предлагаемая в работе модель одинаково применима как в анизотропных кристаллах, так и в кубических кристаллах с наведенной анизотропией. Также в рамках данной модели в диссертации рассматриваются многоуровневые квантовые системы (центры окраски) и нелинейные эффекты, возникающие при насыщении уровня центра и при двухфотонном и двухступенчатом поглощении.

Период пространственно-периодической модуляции интенсивности люминесценции обычно совпадает с периодом изменения состояния поляризации возбуждающего света при его распространении в одноосном кристалле. Именно такие пространственно-периодические картины люминесценции различных центров окраски в ряде кристаллов (а-А120з, М^Бг, Ь1Р) ранее и наблюдались. Однако в эксперименте на кристаллах 1лБ с наведенной анизотропией для Р3+- центров мы наблюдали пространственно-периодическую картину люминесценции с вдвое более коротким периодом модуляции интенсивности. В диссертации исследуется этот новый необычный эффект. Определяются условия, при которых наблюдается данный эффект: конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осцилляторов центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции. Необходимым (но не достаточным) условием возникновения данного эффекта является нелинейная зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света.

Таким образом, работа была направлена на исследование нового поляризационного эффекта, а также на исследование малоизученных эффектов деполяризации люминесценции центров окраски.

Развитие новых методов исследования мультипольности и ориентаций элементарных осцилляторов, исследование эффектов, возникающих при многофотонных процессах, протекающих в мощных лазерных полях, имеет фундаментальное значения для понимания физики центров окраски, для развития физических основ оптической записи информации и других приложений.

Цели диссертационной работы заключались в следующем: методами исследования поляризованной люминесценции определить природу и структурные модели ряда неизученных центров окраски в лейкосапфире и выяснить механизм их образования, установить причины линейного дихроизма широкой бесструктурной полосы поглощения, наблюдаемой в облученном нейтронами лейкосапфире,

- выяснить закономерности деполяризации люминесценции центров окраски в кристалле при термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора,

- установить причины появления необычного эффекта удвоения частоты модуляции в аксиально-периодической зависимости распределения интенсивности люминесценции центров.

Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи.

1. Изучить оптические характеристики ряда неисследованных центров окраски в лейкосапфире, определить ориентации поглощающих и излучающих осцилляторов данных центров.

2. Установить закономерности процессов образования и преобразования центров окраски при изохронном и изотермическом отжиге облученных нейтронами кристаллов а-А1203.

3. Разработать на основе теории поглощения и рассеяния света средами, содержащими малые частицы, модель, позволяющую получить количественные характеристики экспериментально наблюдаемого дихроизма бесструктурной полосы поглощения.

4. Разработать метод разделения на составляющие спектров поглощения и люминесценции анизотропных (одноосных) кристаллов, применимый в случае полного перекрытия полос.

5. Установить механизмы деполяризации люминесценции центров окраски щелочно-галоидных кристаллах КС1-Т1,Ы03 и ЫБ-М^. Разработать метод расчета степени поляризации Р(т) при термической и туннельной деполяризации люминесценции при ориентациях поглощающих и излучающих осцилляторов по 6С2, 4С3 и ЗС4 осям симметрии кубического кристалла.

6. Разработать метод расчета аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции при моделировании переходов в центрах люминесценции, как линейными осцилляторами (А/2=0), так и ротаторами (АЛ, = ±1). Разработать метод определения типа и ориентаций поглощающих и излучающих осцилляторов основанный на аксиально-периодической зависимости интенсивности люминесценции центров в кристаллах с естественной или наведенной анизотропией.

7. Определить условия, при которых наблюдается эффект удвоения частоты модуляции в АПЗ: конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осциллятора центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции.

8. Развить метод расчета аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски в анизотропных кристаллах при нелинейной зависимости интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света.

Научная новизна работы

1. Исследованы оптические характеристики новых типов центров окраски в лейкосапфире (С1 с максимумами полос люминесценции при 530 и 615 нм и С4 с максимумом полосы люминесценции при 1,15 мкм). Методом поляризационных отношений определены тип и ориентации осцилляторов, которыми моделируются электродипольные переходы в ряде неизученных центров окраски в облученном нейтронами лейкосапфире: С1; С4; С2 - центр с максимумом полосы поглощения при 450 нм и максимумом полосы люминесценции при 560 нм; СЗ - центр с максимумом полос поглощения при 454 и 850 нм и максимумом полосы люминесценции при 980 нм. Для центров С1 и С2 установлены структурные модели.

2. Показана возможность использования монокристаллов лейкосапфира с центрами окраски в качестве пассивных лазерных затворов (ПЛЗ) с управляемым начальным пропусканием для инфракрасной области спектра. На кристаллах лейкосапфира с СЗ - центрами окраски реализован пассивный лазерный затвор для LiYF4-Er3+ лазера изменяющий начальное пропускание и тем самым режим генерации лазера в зависимости от угла поворота между электрическим вектором генерируемого света и оптической осью кристалла затвора.

3. Разработан метод разделения спектров поглощения (и люминесценции) одноосных кристаллов в случае даже их полного перекрытия. В данном методе разложение сложных спектров поглощения и люминесценции на индивидуальные полосы производится на основе поляризационных отношений, полученных при исследовании поляризованной люминесценции, что дает возможность однозначно определить вклад каждого центра окраски в суммарный спектр. Рассмотрены области применения данного метода. Метод успешно применен для выделения полос люминесценции нового центра окраски -С1.

4. Обнаружен линейный дихроизм широкой бесструктурной полосы поглощения в облученном нейтронами (доза 5 • 1018 нейтрон/см2) кристаллах а-А1203. Показано, что наблюдаемый дихроизм обусловлен формой и ориентацией коллоидных частиц металлического алюминия, формирующихся при облучении в виде плоских образований (5(Н100 нм), ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла. На основе теории рассеяния света средами, содержащими малые частицы, разработана модель и сделаны оценки дихроизма бесструктурной полосы поглощения. Данная модель, включает в себя аппроксимацию коллоидных образований алюминия плоскими эллипсоидами с широким диапазоном соотношения осей и введение статистического распределения коллоидных частиц по факторам формы. В качестве параметра, характеризующего дихроизм, рассматривалось соотношение Ак = к% /, где к и - коэффициенты поглощения света, поляризованного параллельно и перпендикулярно оптической оси кристалла, соответственно. Получено хорошее количественное согласие экспериментальных и расчетных данных.

5. Обнаружены термические изменения линейного дихроизма бесструктурной полосы поглощения, которые показывают, что при термическом отжиге (при температурах выше 800° С) происходит разрушение коллоидных образований на более мелкие, приближающиеся к шарообразной форме, частицы.

6. Предложен механизм образования центров окраски при отжиге облученного нейтронами лейкосапфира. Исследована роль коллоидных частиц алюминия в процессах образования и преобразования центров окраски в кристаллах лейкосапфира, облученных нейтронами. Рассмотрена кинетика образования центров окраски, из которой следует, что центры окраски в облученных нейтронами кристаллах а-А120з образуются не однородно по всему объему кристалла, а локализованы вблизи коллоидных частиц алюминия, играющих роль дефекта, в результате распада которого при термическом отжиге образуются агрегатные центры окраски.

7. Построена модель, описывающая деполяризацию люминесценции центров окраски в кристаллах, происходящую вследствие термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора. Были рассчитаны зависимости степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры для всех возможных ориентаций (по кристаллографическим осям ЗС4,4С3 и 6С2) осцилляторов в кубических кристаллах при термической и туннельной деполяризации люминесценции. Показано, что во всех случаях ориентаций осцилляторов просматривается аналогия между эффектом деполяризации люминесценции и эффектом внутрицентрового тушения люминесценции. Выражения, описывающие зависимость степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры при всех ориентациях осцилляторов, близки к формуле Мотта для квантового выхода люминесценции. Было продемонстрировано хорошее согласие экспериментальных и теоретических данных для центров окраски с максимумом люминесценции 670 нм в LiF-Mg и центров с максимумом люминесценции 450 нм в кристаллах КС1-Т1, N03. Предложены модели исследуемых центров.

8. Развит новый метод определения типа и ориентаций осцилляторов, которыми моделируются поглощающие и излучающие переходы в центрах окраски в кристаллах. В отличие от традиционных методов исследования поляризованной люминесценции, где возбуждающий свет линейно поляризован, в данном методе возбуждающий свет периодически меняет состояние поляризации. Это потребовало обобщения модели классических линейных осцилляторов и ротаторов. Разработана техника вычислений аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски в анизотропных кристаллах, основанная на представлении осцилляторов единичными комплексными векторами.

9. Для кубических кристаллов определены условия возбуждения и наблюдения люминесценции и конфигурация образца, которые позволяют ввести простую процедуру для определения ориентаций и типа осцилляторов. В данной модификации метода по наличию или отсутствию модуляции в двух пространственно-периодических картинах люминесценции центров однозначно определяются ориентации осцилляторов, а по положению максимумов и минимумов - тип поглощающих и излучающих осцилляторов. Метод экспериментально апробирован на Р2 - центрах в кристаллах ЫБ с наведенной анизотропией. Предложенный метод дополняет известные методы азимутальных зависимостей и поляризационных диаграмм, однако имеет ряд преимуществ. Например, случаи ориентации осцилляторов по четырем кристаллографическим осям Сз и ориентации осцилляторов по шести осям С2 традиционным методом в эксперименте часто мало различимы (поскольку имеют схожие зависимости); предложенным методом эти случаи хорошо различаются.

10. Обнаружен и исследован новый эффект удвоения частоты модуляции в аксиальной пространственно-периодической зависимости люминесценции Р3+- центров в кристаллах 1ЛР с наведенной анизотропией. Показано, что в напряженных кристаллах ЫБ с Рз+- центрами окраски при возбуждении люминесценции в полосу поглощения А™™ -452 нм удвоение частоты модуляции интенсивности люминесценции происходит вследствие насыщения метастабильного триплетного состояния центра.

11. Теоретическим анализом эффекта удвоения частоты модуляции в аксиально-периодической зависимости интенсивности люминесценции центров в анизотропных кристаллах определены условия, при которых наблюдается данный эффект: конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осцилляторов центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции. Необходимым (но не достаточным) условием возникновения данного эффекта является - нелинейная зависимость интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света. Такая нелинейная зависимость возникает при насыщении возбужденного уровня в центре люминесценции (эффект 1 типа), либо при двухфотонном (или двухступенчатом) поглощении центром (эффект 2 типа). Выявлены отличия обоих типов эффектов удвоения АПЗ.

Расчеты выполнены для модельного объекта: Р3+- центры в кристаллах 1лР с наведенной сжатием анизотропией. Выбор модели определялся удобством экспериментального наблюдения эффектов удвоения АПЗ обоих типов. Были выбраны две оптимальные конфигурации эксперимента.

В совокупности полученные результаты представляют собой решение важной научной задачи по исследованию поляризованной люминесценции кристаллов в условиях периодического изменения состояния поляризации возбуждающего излучения.

Практическая значимость работы

Результаты проведенных исследований использованы для разработки новых пассивных лазерных затворов и лазерных элементов на основе монокристаллов лейкосапфира с центрами окраски и методов их приготовления, в том числе пассивных лазерных затворов с управляемым начальным пропусканием.

Результаты исследования механизма образования центров окраски и бесструктурной полосы поглощения, могут служить основой для разработки технологий селективного разрушения коллоидных частиц для снижения оптических потерь и оптимизации лазерных элементов и пассивных лазерных затворов на основе лейкосапфира.

Предлагаемый в работе метод разделения полос в спектрах поглощения одноосных кристаллов может быть рекомендован к практическому применению в спектроскопии кристаллов.

Развиваемый в работе метод определения типа и ориентаций поглощающих и излучающих осцилляторов центров окраски в кристаллах (на основе АПЗ) дополняет известные методы азимутальных зависимостей и поляризационных диаграмм, и поскольку имеет ряд преимуществ, то может быть рекомендован для практического применения.

Защищаемые положения

1. Модель правого и левого ротаторов, представляемых единичными для перехода между невырожденным и 1 комплексными векторами

4Ї 1 вырожденным уровнями в центре окраски адекватно описывает аксиально-периодические зависимости интенсивности люминесценции центров, как при однофотонном, так и при двухфотонном возбуждении. Данная модель описывает поглощение и испускание света ансамблем одинаково ориентированных центров в локальной области и непригодна при рассмотрении отдельных актов поглощения и излучения фотона центром окраски. Так же модель не пригодна для описания степени циркулярности люминесценции ансамбля центров.

2. Центр окраски с максимумами полос поглощения при 530 и 615 нм и центр с максимумом полосы люминесценции при 560 нм в облученных нейтронами кристаллах а-А12Оз являются изомерами электронного агрегатного ¥2 - центра и представляют собой две соседние анионные вакансии лежащие: для первого - в одной кислородной плоскости (0001), а для второго - в смежных кислородных плоскостях решетки.

3. Разработанный метод разложения сложных спектров поглощения и люминесценции одноосных кристаллов на индивидуальные полосы, основанный на использовании поляризационных отношений, позволяет однозначно выделять индивидуальный спектр каждого центра окраски, независимо от его формы, в отличие от других известных методов разложения спектров.

4. Форма и ориентация поглощающих частиц алюминия, образующихся при облучении кристалла лейкосапфира нейтронами, являются причиной появления линейного дихроизма, наблюдаемого в широкой бесструктурной полосе поглощения. Модель, основанная на аппроксимации поглощающих частиц плоскими эллипсоидами, ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла, адекватно описывает данный дихроизм.

5. В кристалле КС1:ТШОз деполяризация люминесценции в области температур 360-480 К центров с полосой поглощения при 415 нм происходит вследствие термического "перескока" вакансии в эквивалентное положение, т.е. эффект обусловлен термической переориентацией излучающего осциллятора в возбужденном состоянии. Для центров в кристалле 1лР-М§ исчезновение поляризации свечения с Лтж = 670 нм при нагревании обусловлено двумя механизмами -термической и туннельной деполяризацией. В данном случае происходит переориентация излучающего осциллятора центра, как вследствие термического, так и туннельного перехода системы между ян-теллеровскими минимумами в релаксированном возбужденном состоянии.

6. Модель, основанная на парциальных кинетических уравнениях для населенностей возбужденных состояний отдельных ориентационных групп центров, дает возможность рассчитывать зависимости степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры, определять энергию активации термической переориентации излучающего осциллятора, а так же вероятность туннельной переориентации. Выражения, описывающие зависимость степени поляризации люминесценции Р(Т) от температуры при всех возможных ориентациях осцилляторов, близки к формуле Мотта для квантового выхода люминесценции.

7. Удвоение частоты модуляции в пространственно-периодической зависимости интенсивности люминесценции центров в анизотропных кристаллах возникает как следствие нелинейной зависимости интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света.

Апробация результатов

Основные результаты исследований, представленные в диссертации, были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях, симпозиумах, семинарах и совещаниях:

IV Всесоюзная конференция. "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения ", Иркутск, 1982.

V Всесоюзное совещание по радиационной физике и химии ионных кристаллов, Рига, 1983.

Всесоюзная конференция "Оптика лазеров", Ленинград, 1984. Всесоюзная конференция "Перестраиваемые по частоте лазеры". Новосибирск, 1984. Всесоюзная конференция "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения", Новосибирск, 1985.

Всесоюзная конференция "Применение лазеров в науке и технике", Иркутск, 1988.

Всесоюзная конференция "Физика диэлектриков", Ленинград, 1988.

Всесоюзная конференция по радиационной физике и химии неорганических материалов, Рига, 1989.

Международная конференция «Luminescence detectors and transformers of ionizing radiation», LUMDETR 91, Riga, 1991. Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике (КиНО 91), Ленинград, 1991.

Международная конференция «XII International conference on defects in insulated materials» (ICDIM 92), Germany, Nordkirchen, 1992. Международная конференция по радиационной физики и химии неорганических материалов, Томск, 1993.

Международная конференция «The 7th International Conference Radiation Effects in Insulators» (REI-7), Nagoya, Japan, 1993. Международная конференция «International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter» (ICL 93), Connecticut, USA, 1993.

Международная VI конференция «Радиационные гетерогенные процессы», Кемерово, 1995.

Международная конференция «VIII Internetional conference on radiation effects in insulators» (REI - 8), Sept. 11 -15, Catania, Italy, 1995.

Ill Международная конференция "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул", Томск, 1997.

Всероссийская школа-семинар "Люминесценция и сопутствующие явления", Иркутск, 1997.

Всероссийская школа-семинар "Люминесценция и сопутствующие явления", Иркутск, 1999.

Всероссийская школа-семинар "Люминесценция и сопутствующие явления", Иркутск, 2000.

VIII Международная школа-семинар «Люминесценция и лазерная физика», Иркутск, 2003.

Международная конференция «12th International conference on radiation physics and chemistry of inorganic materials», Tomsk, 2003.

IV International Symposium on Modern problems of laser physics, Novosibirsk, 2004.

IX Международная школа-семинар по люминесценции и лазерной физике, Иркутск, 2004.

- Международная конференция VUVS-2005, Иркутск, 2005.

- X Международная школа семинар по люминесценции и лазерной физике, Иркутск, 2006.

Международная конференция «13th International conference on radiation physics and chemistry of inorganic materials», Tomsk, 2006.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 32 печатных работы, из них 19 статей в рецензируемых журналах: Оптика и спектроскопия, ФТТ, Phys. Stat. Sol. (b), Ж. Прикладной спектроскопии, Известия ВУЗов и 13 работ в прочих журналах, сборниках трудов всероссийских и международных научных конференций и симпозиумов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа содержит 266 страницы, иллюстрируется 72 рисунками, включает 12 таблиц и состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка цитируемой литературы из 219 наименований.

Результаты работы можно сгруппировать в три блока, показанных на схеме 3.1. На данной упрощенной схеме показана связь полученных результатов с предшествующими работами. В верхней части схемы показаны работы, основанные на традиционных методах исследования поляризованной люминесценции центров окраски в кристаллах. Характерной особенностью этих методов является линейная поляризация возбуждающего света и для данных работ применима и достаточна классическая модель линейных осцилляторов и ротаторов [3].

В нижней части схемы показаны работы, в которых состояние поляризации возбуждающего света периодически изменяется от линейной до циркулярной. Данное обстоятельство потребовало некоторого обобщения осциллятороной модели, так в главе 1 было показано, что в случае перехода между невырожденными состояниями центра окраски (А/2 =0) переход описывается линейным осциллятором. я ри шв ашёМй ч

О. С2, СЗ, С1 центры ь с-АЬСь, ПЛЗ, метод разделения спектров, ЛИНеПНММ III р'ЧГ.'Л м-.- .:пнг.'.1 образования ЦО. (Гл. 2, Гл. 3) Ч

ДеП0ЛЧ['Л".1Л1Г1 люминесценции, туннельная II термическая переориентация осцилляторов (Гл. 4) Ч Ч ч ч

Линейная поляризация возбуждающего света

Эллиптическая поляризация возбуждающего света

АГО. обобщенна ! шы гп-ч>иа I м--1, к п. п-.-реходы А7,=0 и А/:=-лг1, многоуровневые сгкто.мы. как анизотропные кристаллы, так" и кубические, метод определения и та и орнентащш осипп п-.'1г'Ч1. ."]»|ч.м у имени л час ]--1ы ЛШ при

IПКI-IIпешт Ypi-r.H I II 11|.-1[,и,.у,,-1>>.И1.'11И-|М 'ГИК двухступенчатом) поглощении (Тл. 1. Гл. л)

Рис. 3.1. Связь полученных результатов работы с предыдущими исследованиями

239

В случае перехода между невырожденным и вырожденным уровнями центра (А/2=±1) было показано, что для поглощения и излучения выполняются следующие соотношения: ц/'2 ■ ё]2 = |(<^2(+)Щ¥1 (0)> • е]2 + \{{у2(-)13\щ (0)) ■ е\2, (1.13) для поглощения

•н 1 — 2 у/2{-)Щщ{0))-е\ , (1.15) для испускания. Т.е. сечение поглощения равно сумме сечений поглощений правого и левого ротаторов лежащих в плоскости (х, у), а интенсивность люминесценции ансамбля п одинаково ориентированных центров окраски с данным переходом (Д/2 = ±1), описывается набором из п/2 правых и и/2 левых ротаторов. Данная модель, предложенная автором, лежит в основе вычислений аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски в кристаллах, метода определения типа и ориентаций элементарных осцилляторов по АПЗ и эффектов удвоения АПЗ (глава 1, глава 5)

В совокупности полученные результаты представляют собой решение важной научной задачи по исследованию поляризованной люминесценции кристаллов в условиях периодического изменения состояния поляризации возбуждающего излучения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение приведем основные результаты работы:

1. Определены тип и ориентации осцилляторов, которыми моделируются электродипольные переходы в ряде неизученных центров окраски в облученном нейтронами лейкосапфире. Для центра с максимумом полосы поглощения при 450 нм и максимумом полосы люминесценции при 560 нм и центра с максимумами полос люминесценции при 530 и 615 нм, предложены их структурные модели (какизомеры -центра).

2. На основе кристаллов лейкосапфира с СЗ - центрами окраски реализован пассивный лазерный затвор для 1ЛУТ4-Ег лазера, обладающий важным для практического применения качеством - изменять начальное пропускание и тем самым режим генерации лазера в зависимости от угла поворота между электрическим вектором генерируемого света и оптической осью кристалла затвора.

3. Предложен метод разделения спектров поглощения (и люминесценции) одноосных кристаллов, в котором в роли коэффициентов разложения спектров выступают поляризационные отношения. Особенностью метода является то, что выделяемая полоса может иметь произвольную форму - гауссову, лоренцеву, низкотемпературный спектр со структурой и т.п. В отличие от известного метода Аленцева-Фока, предлагаемый метод позволяет разделять полосы и в случае их полного перекрытия.

4. Установлено, что линейный дихроизм широкой бесструктурной полосы поглощения, наблюдаемый в облученных нейтронами кристаллах лейкосапфира, обусловлен формой частиц алюминия, в виде плоских образований, ориентированных плоскостями перпендикулярно оптической оси кристалла. Показана роль коллоидных частиц алюминия в механизме образования агрегатных центров окраски при отжиге облученного нейтронами лейкосапфира. Предложен механизм образования агрегатных центров окраски при отжиге.

5. Установлено, что деполяризация люминесценции центров с полосой поглощения при 415 нм в кристалле КС1:Т1Ж)3 в области температур 360-480 К обусловлена переориентацией излучающих осцилляторов вследствие термического "перескока" вакансии в эквивалентное положение, геометрическая структура центра при этом не меняется. Тогда как деполяризация люминесценции центров с полосами поглощения при 385 нм и 560 нм и полосой люминесценции при 670 нм в гамма облученных кристаллах 1ЛР в области температур 110 - 120 К обусловлена переориентацией излучающего осциллятора центра, как вследствие термического, так и туннельного переходов системы между ян-тел леровскими минимумами.

6. Предложена модель, описывающая деполяризацию люминесценции центров окраски в кристаллах, происходящую вследствие термической и туннельной переориентации излучающего осциллятора.

7. Разработана техника вычисления аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции ориентационных групп центров с переходами, моделируемыми линейными осцилляторами (А/2 =0) и ротаторами (ДУг =±1) в анизотропных кристаллах. Так же данная техника позволяет рассчитывать АПЗ при двухфотонном и двухступенчатом поглощении центров.

8. Предложен метод определения типа и ориентаций осцилляторов, которыми моделируются поглощающие и излучающие переходы в центрах окраски в кристаллах, основанный на измерении аксиально-периодических зависимостей интенсивности люминесценции центров окраски.

9. Обнаружен необычный эффект удвоения частоты модуляции в аксиальной пространственно-периодической зависимости люминесценции Р3+- центров в кристаллах 1лР с наведенной анизотропией. Установлено, что в напряженных кристаллах 1ЛР с Р3+- центрами окраски при возбуждении люминесценции в полосу поглощения А™* = 452 нм удвоение частоты модуляции интенсивности люминесценции происходит вследствие насыщения метастабильного триплетного состояния центра.

10. Определены условия, при которых наблюдается эффект удвоения частоты модуляции АПЗ: конфигурация образца, ориентации и тип поглощающего и излучающего осциллятора центра люминесценции, направление оптической оси кристалла, направления возбуждения и наблюдения люминесценции. Установлено, что данный эффект является следствием нелинейной зависимости интенсивности люминесценции от интенсивности возбуждающего света.

Такая нелинейная зависимость возникает при насыщении возбужденного уровня в центре люминесценции (эффект 1 типа), либо при двухфотонном (или двухступенчатом) поглощении центром (эффект 2 типа). Выявлены отличия обоих типов эффектов удвоения АПЗ.

1. Вавилов, С.И. Собрание сочинений. Том 1 / Вавилов С.И. -М. : Изд. АН СССР, 1952.-451 с.

2. Вавилов, С.И. Собрание сочинений. Том 2 / Вавилов С.И. М. : Изд. АН СССР, 1952.-548 с.

3. Феофилов, П.П. Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов / Феофилов П.П.-М. : Гос. изд. физ.-мат. лит-ры, 1959288 с.

4. Пантел, Р. Основы квантовой электроники / Пантел Р., Путхов Г. -Пер. с англ. М. : Мир, 1972. 327 с.

5. Феофилов, П.П. Анизотропия излучения центров окрашивания в кристаллах кубической сингонии / П.П. Феофилов // ЖЭТФ. 1954. -Т. 26.-Вып. 5.-С. 609-623.

6. Феофилов, П.П. Поляризованная люминесценция Б центров в кристаллах СаР2 / П.П. Феофилов //Доклады АН СССР.-1953.-Т.92.-№3-С.545-578.

7. Феофилов, П.П. Поляризованная люминесценция Б центров в кристаллах щелочно-галоидных солей / П.П. Феофилов // Доклады АН СССР.-1953.-Т.92.- №4 - С.743-746.

8. Винецкий, В.А. О поляризованной люминесценции окрашенных кристаллов / Винецкий В.А., Дейген М. Ф. // Оптика и спектроскопия.-1958.-Т.4.- вып.5.-С.602-620.

9. Архангельская, В.А. Явление Зеемана для анизотропных центров в кубической кристаллической решетке / Архангельская В.А., Феофилов П.П. // Оптика и спектроскопия.-1958.-Т.4.- вып. 1.-С.60-65.

10. Григоров, В.А. Измерение степени поляризации инфракрасной люминесценции стабильных и нестабильных ¥2+ центров в 1ЛР /

11. Григоров В.А., Зилов С.А., Мартынович Е.Ф. // В сб.: Люминесценция и электропроводность кристаллов с центрами окраски.- ДЕП ВИНИТИ N981-82.- 1982.- С.60-64.

12. Пензина, Э.Э. Поляризованная люминесценция активаторных центров окраски в К1 с высоким содержанием T1N03 / Пензина Э.Э., Смольская Л.П., Зилов С.А. // Оптика и спектроскопия.- 1991.- Т.71.-вып.4.- С.621-623.

13. Penzina, Е.Е. Luminescence of high-stable anisotropic color center in heavily doped K1-T1,N03 crystals / Penzina E.E., Smolskaya L.P., Zilov S.A.// Proceedings Luminescenct detectors and transformers of ionizing radiation, LUMDETR91, Riga. 1991.- P.25.

14. Костюков, B.M. Структура Nc(F3i) центров в LiF и ее проявление оптической анизотропии у-облученных кристаллов / Костюков В.М., Максимова Н.Т., Мыреева З.И., Зилов С.А. // Оптика и спектроскопия,- 1995.- T.79.-N4.- С.625-628.

15. Ivanov, N.A. Peculiarities of Polarization of Colour Centre Red Emission in Heavily. y-Irradiated Mg Doped LiF Crystals / Ivanov N.A., Penzina E.E., Zilov S.A. //Phys. Stat. Sol. (b).-1999.- v.213.-P. 197-202.

16. Иванов, H.A. Механизмы деполяризации люминесценции центров окраски с максимумом люминесценции 670 нм в гамма-облученных кристаллах LiF:Mg / Иванов Н.А., Пензина Э.Э., Зилов // Оптика и спектроскопия.-2002.- Т.92.- N1.- С.69-72.

17. Clark, С.Р. The polarization of luminescence associated with the 4250 and 5032 A centers in diamond/ Clark C.P., Norris C.A. //J. Phys.-(C).-1970.-V3.-P.651-658.

18. Буке, Е.Е. Применение метода поляризационных диаграмм для исследования одноосных кристаллов / Букке Е.Е., Григорьев Н.Н., Фок Л.В. //Труды ФИ АН.-1974.-Т.79.-С.108-114.

19. Lee, K.H. Electron centers in single crystal AI2O3 / Lee K.H., Crawford I.H. // Phys. Rev.: Solid. Stat. 1977. - V.15.- N.8. - P.4065-4076.

20. Спрингис, M.E. Применение метода поляризационных отношений для исследования точечных дефектов в кристаллах а А1203 / Спрингис М.Е. // Известия АН Латв. ССР. Серия физ. и тех. наук.- 1980.- N 4.- С. 38-46.

21. Зилов, С.А. Поляризованная люминесценция в инфракрасной области спектра центров окраски в а А1203 / Зилов С.А., Григоров В.А., Мартынович Е.Ф., Чумак В.В. // Оптика и спектроскопия.-1992.-т.72.-вып.4.- С. 108-112.

22. Мартынович, Е.Ф. Люминесценция центров окраски а А1203 / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г., Зилов С.А. // Тез. докл. IV Всес. конф. "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения ", Иркутск.- 1982.-С. 14.

23. Зилов, С.А. Структурная модель центра окраски лейкосапфира люминесцирующего в области 2.25 эВ / Зилов С.А., Мартынович Е.Ф. // Тез. докл. V Всесоюз. совещания по радиационной физике и химии ионных кристаллов. Рига.- 1983.- С.378-379.

24. Мартынович, Е.Ф. Люминесценция центров окраски в кристаллах а -AI2O3 / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г., Зилов С.А.,

25. Назаров В.М. // В кн. «Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения", Новосибирск.- 1985.-С.132-135.

26. Мартынович, Е.Ф. Поляризованная люминесценция в видимой и инфракрасной областях спектра центров окраски в а AI2O3 /

27. Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г., Зилов С.А. // Оптика и спектроскопия.- 1986.- Т.61.- вып.2.- С.338-341.

28. Мартынович, Е.Ф. Оптические свойства центров окраски в а AI2O3люминесцирующих в видимой и ИК -областях спектра / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г., Зилов С.А. // Укр. физ. журнал.- 1987.- Т.32.- N8,-С.1173-1179.

29. Мартынович, Е.Ф. Перестраиваемое лазерное излучение, нелинейное поглощение и антистоксова люминесценция центров окраски в а-А12Оз / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г., Зилов С.А. // Известия вузов.-1987.- T.30.-N10.-C.41-46.

30. Григоров, В. А. Инфракрасное поглощение и люминесценция радиационных центров окраски монокристаллов а-А12Оз / Григоров

31. B.А., Мартынович Е.Ф., Зилов С.А., Червяцов A.A. // Оптика и спектроскопия.- 1988.- Т.65.- вып.1.- С.233-235.

32. Григоров, В.А. Нелинейный насыщающийся фильтр на основе кристалла а-А120з с центрами окраски для пассивного лазерного затвора на длину волны в области 0,8-0,91 мкм / Григоров В.А., Зилов

33. C.А., Мартынович Е.Ф., Петров М.В., Ткачук A.M., Чумак. В.В. // Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции "Физика диэлектриков", Томск.-1988.-№6.- Вып.З.- С.38-40.

34. КиН091), Ленинград,-1991,- С.163-164.

35. Спрингис, M.E. Поляризованная люминесценция радиационных дефектов окиси алюминия / Спрингис М.Е., Валбис Я.А. // Тез. докл. 5 Всесоюзного совещания по радиационной физики и химии ионных кристаллов, Рига.-1983.-С.393-392.

36. Springis, M.I. Visible luminescence of color centres in sapphire / Springis M.I, Valbis I.A. //Phys. Stat. Sol. (b).-1984.-V.123.-P.335-343.

37. Pujats, A.V. On the nature violet luminescence in quenched А120з / Pujats A.V., Valbis I.A., Springis M.I. // Phys. Stat. Sol. (a).-1980.-V.62.- Nl.-P. K85-K87.

38. Springis, M.I. Blue luminescence of color centres in sapphire / Springis M.I, Valbis I.A. // Phys. Stat. Sol. (b).-1984.-V.125.-P. K165-K169.

39. Springis, M.I. Red luminescence of color centres in sapphire / Springis M.I, Valbis I.A. //Phys. Stat. Sol. (b).-1985.-V.132.-P. K61-K65.

40. Шаскольская, М.П. Кристаллография / Шаскольская М.П.- M.: Высшая школа, 1976. 400 с.

41. Костов, И.Е. Кристаллография / Костов И.Е.- М.: Мир, 1965. 386 с.

42. Мартынович, Е.Ф. Самоиндуцированные периодические структуры в анизотропных кристаллах / Е.Ф. Мартынович // Письма в ЖЭТФ. -1989.-Том 49.-С. 655-658.

43. Ermakov, I.V. Two-photon polarization spectroscopy of F3+ and F2 color centers in LiF crystals / I.V. Ermakov, W Gellermann, K.K. Pukhov, T.T. Basiev // Journal of Luminescence. 2000. - Vol. 91. - P. 19-24.

44. Гречушников, Б.К. Оптические свойства кристаллов: В кн. Современная кристаллография / Б.К. Гречушников. Москва: Наука, 1981.- Т. 4.-338 с.

45. Кокер, Э. Оптический метод исследования напряжений / Э. Кокер, JI. Файлон.- JL: Гл. ред. Общетехн. Лит-ры, 1936.- 634 с.

46. Нарасимхамурти, Т. Фотоупругие и электрооптические свойствакристаллов / Т.Нарасимхамурти.- M.; Мир, 1984.- 623 с.

47. Федоров, Ф.И. Общая приближенная теория упругих волн в кристаллах/ Ф.И. Федоров // ДАН СССР.- 1964.- т. 155.- С.792.

48. Фрохт, М.М. Фотоупругость. Том 2 / М.М. Фрохт. Москва-Ленинград: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1950. -488 с.

49. Martynovich, E.F. The piezomodulation method for investigation the multipolarity of elementary oscillators in cubic crystals / E.F. Martynovich, V.P. Dresvyansky // Optics Communications. 2003. - V.22.- N4. - P. 263-267.

50. Известия ВУЗов: Физика.- 2006,- Т.4.- С.21-23.

51. Бронникова, H.A. Определение ориентаций осцилляторов в кубических кристаллах по аксиально-периодической зависимости их люминесценции / H.A. Бронникова, С.А. Зилов, Е.Ф. Мартынович,

52. B.П. Дресвянский, A.A. Старченко, Н.Т. Максимова // Сборник трудов IX Международной школы-семинара по люминесценции и лазерной физике. ЛЛФ-2004. (Иркутск, 13-17 сентября 2004 г.). Под ред. акад.

53. C.Н.Багаева, акад. Н.А.Борисевича и проф. Е.Ф.Мартыновича. -Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2005. С. 235-240.

54. Бронникова, H.A. Дифференциация элементарных излучателей по типу и ориентации с использованием пъезомодуляционного метода / H.A. Бронникова, С.А. Зилов, Е.Ф. Мартынович, В.П. Дресвянский,

55. A.A. Старченко, Н.Т. Максимова // Научные школы Сибири: взгляд в будущее. Труды третьей интеграционной междисциплинарной конференции СО РАН и высшей школы. Иркутск: изд. Института географии СО РАН, 2005. - С. 43-46.

56. Бронникова, H.A. Определение ориентаций осцилляторов в кубических кристаллах по аксиально-периодической зависимости их люминесценции / H.A. Бронникова, С.А. Зилов, Е.Ф. Мартынович,

57. B.П. Дресвянский, A.A. Старченко, Н.Т. Максимова // Тезисы лекций и докладов IX международной школы семинара по люминесценции и лазерной физике. Иркутск, 2004. - С. 35-37.

58. Мартынович, Е.Ф. Генерация лазерного излучения центрами окраски в a- AI2O3 / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г., Григоров В.А. // Журн.техн.физ.-1985.-Т.55.- вып.2,- С.411-412.

59. Мартынович, Е.Ф. Генерация лазерного излучения в области 1мкм центрами окраски в a- AI2O3 / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г. // Журн.техн.физ.- 1985-Т.55.- вып. 10.- С.2038-2039.

60. Martinovich, Е. F. AI2O3 color center lasing in near infrared at 300 К /

61. Martinovich E. F., Tokarev A.G., Grigorov V. A. // Optic. Commun.-1985.-V.53,- №4. P.254-256.

62. Martinovich, E. F. Lasing in AI2O3 color centers at room temperature in thevisible / Martinovich E. F., Baryshnikov V.l., Grigorov V. A // Optic. Commun.-1985.-V.53.-№4.-P.257-258.

63. Мартынович, Е.Ф. Способ приготовления лазерных материалов на центрах окраски / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г., Назаров В.М. //A.C. СССР.- 1982.-№1227078.

64. Мартынович, Е.Ф. Способ приготовления лазерных материалов на основе кристалла a -AI2O3 с центрами окраски / Мартынович Е.Ф., Барышников В.И., Григоров В.А.// A.C. СССР.-1985.- №1435118.

65. Мартынович, Е.Ф Способ получения лазерной среды на основе кристаллов а-А1203 / Мартынович Е.Ф //A.C. СССР .- 1985.-№1322728.

66. Войтович, А.П. Особенности генерации излучения в ближней ИК-области спектра на кристалле сапфира с радиационными центрами окраски / Войтович А.П., Гринкевич В.Э., Кононов В.А. // Журн. прикладной спектроскопии. 1985.-Т.43,.- №6.-С.932-937.

67. Войтович, А.П. Спектроскопические и генерационные характеристики кристаллов сапфира с центрами окраски в области 1.0 мкм / Войтович А.П., Гринкевич В.Э., Калинов B.C., Кононов В.А., Михнов С.А. // Квантовая электроника.-1988.-Т.15.- №2.-С.932-937.

68. Мартынович, Е.Ф. Центры окраски в лазерных кристаллах / Е.Ф. Мартынович. Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 2004. - 227 с.

69. Grigorov, V. A. Nonlinear absorbing medium for passive laser Q -switches based on color centers diamond and a- AI2O3 monocrystal /

70. Grigorov V. A., Zilov S. A., Martinovich E. F., Mironov V. P., Chumak. V. V. // VIII International conference on radiation effects in insulators (REI -8), Catania, Italy. Abstracts. 1995 - P5.17.

71. Сюрдо, А.И. Люминесценция F-центров в корунде с радиационными нарушениями / Сюрдо А.И., Кортов B.C., Мильман И.И. // Опт. и спектр. 1988. - Т. 64.- В. 6. - С. 1363-1366.

72. Кортов, B.C. Термолюминесценция анионодефектного корунда при ультрафиолетовом лазерном и рентгеновском облучении / Кортов B.C., Сюрдо А.И., Шарафутдинов Ф.Ф. // Журнал технической физики.- 1997.- Т.67.- №7.- С.72-76.

73. Weinstein, I. The shape and the temperature dependence of the main in UV absorption spectra of TLL- dosimetric cristals / Weinstein I., Kortov V. // Radiation Measur.- 2001.- Vol. 33 (5).- P.763-767.

74. Кортов, B.C. Механизм люминесценции F- центров в анион-дефектных монокристаллах оксида алюминия / Кортов B.C., Никифоров С.В., Мильман И.И., Пеленев В.Е. // ФТТ 2003 - Т.45 .-№ 7. - С. 1202-1208.

75. Yasuda, Н. Decaying patterns of optically stimulated luminescence from а-А120з:С for different quality radiations / Yasuda H., Kobayashi I., Morishima H. // J. Nnucl. Sci. Technol.- 2002.- Vol.39(l).- P.211-213.

76. Evans, B.D. Optical properties of the F+ centers in crystalline А12Оз / Evans B.D., Stapelbroek M.// Phys. Rev. В.- 1978.- V.18.- N 12.- P. 70897098.

77. La, S.Y. The F+ ctnter in reactor-irradiated aluminum oxide / La S.Y., Bartram R.H., Cox R.T.// J. Phys. Chem. Sol.-1973.- V.34.-N9.-P.1079-1086.

78. Evans, B.D. Optical vibronic absorption spectra in 14,8 Mev. neutron damaged sapphire / Evans B.D., Stapelbroek M. // Sol. State Commun.-1980.-V.33.-N7.-P. 765-770.

79. Brewer, J.D. Low-temperature fluorescence in sapphire / Brewer J.D, Jefferies B, Summers G. P. // Phys. Rev. (B). 1980. - V. 22,- № 10. - P. 4900-4906.

80. Brewer, J.D. Fluorescence of the F-center in sapphire below 75 К / Brewer J.D, Summers G. P. // Phys. Rev. (A). 1980. - V. 76.- № 3-4. - P. 353354.

81. Jefferies, B. F-center fluorescence in neutron bombarded sapphire / Jefferies B, Summers G. P, Crawford I. H. // J. Appl. Phys. 1980. - V. 51.-№7,- P. 3984-3986.

82. Lee, K.H. Ir. Luminescence of the F center in sapphire / Lee K.H, Crawford I. H. // Phys. Rev. В.- 1979.- V.19.- N6.- P.3217-3222.

83. Зилов, C.A. Структурные модели центров окраски в лейкосапфире / Зилов С.А, Мартынович Е.Ф. // Тез. докл. II конф.молодых ученых, Иркутск.- 1984.- С.78-79.

84. Welch, L.S. Polarized luminescence of an aggregate defect center in a-A1203 / Welch L.S, Hughes A.E, Pells G.P. // J. De Physique.-1980.-V.7.-№ 41.- P.533-536.

85. Evans, B.D. Optical properties of lattice defects in a-A1203 / Evans B.D, Pogatshnic G.L, Chen Y. // Nucl. Instrum. Meth. 1994. - Vol. 91. -P.258-262.

86. Lehmann, H.W. Luminescence and absorption studies an sapphire with flash light exitation / Lehmann H.W, Gunthard Hs.H.// J. Phys. Chem. Sol.- 1964.- V.25.- N 9.- P. 941-950.

87. Валбис, Я.И. Дефекты решетки и люминесценция монокристаллов а-А1203 / Валбис Я.И, Кулис П.А, Спрингис М.Е. // Известия АН Латвийской ССР, серия физических и технических наук.- 1977.- №5.-С.51-57.

88. Treadaway, M.I. Luminescence and absorption of electron-irradiated common optical glasses, sapphire, quartz / Treadaway M.I., Passenheim В.G., Kitterer B.D.// IEEE Trans. Nucl. Sci.-1975.- V.22.- N 6,- P. 22532258.

89. Rüssel, T.I. Displacement damage and radiation effects in boran implanted sapphire / Rüssel T.I., Rause B.S., Herari E. // IEEE Trans. Nucl. Sci.-1975.- V.22.-N 6.- P. 2250-2252.

90. Evans, B.D. Ion implantation in semiconductors / Evans B.D., Hendrics H.D., Barrare F.D., Bunch I.M.// New York: Plenum Press.- 1977.- P. 265274.

91. Keig, G.A. Influence of the valence state of added impurity ions on the observed color in doped aluminum oxide single crystals / Keig G.A. // J. Of Crystal Growth.- 1968,- V.2.- N 6.- P. 356-360.

92. Draeger, B.G. Defect in unirradiated a-Al203 / Draeger B.G., Summers G.P. // Phys. Rev. (B).- 1978.- V.18.- N 2,- P. 1172-1177.

93. Wood, R.F. Electronic structure of the F center in CaO and MgO / Wood R.F., Wilson T.M. // Sol. Stat. Commun.- 1975.- V.16.- N 3.- P. 545-548.

94. Hughes, A.F. Point defects in solids / Hughes A.F., Henderson В.- New York: Plenum Press, 1972.- 496 p.

95. Kulis, P.A. On the mechanism of recombination luminescence of A1203 / Kulis P.A., Springis M.I., Tale I.A., Valbis I.A. // Phys. Stat. Sol. (A).-1980.- V.58.-N 1.- P. 225-229.

96. Kulis, P.A. On the mechanism luminescence in single crystals A1203 / Kulis P.A., Springis M.I., Tale I.A., Valbis I.A. // Phys. Stat Sol. (A).-1979.- V.53.-N 1.- P. 113-119.

97. Спрингис, M.E. Механизм люминесценции и структура центров окраски в монокристаллах а-А1203 / Спрингис М.Е.- Авторефератдиссертации к.ф.-м.н., Саласпилс, 1981.- 16 с.

98. Гульчук, П.Ф. Агрегатные центры в корунде / Гульчук П.Ф., Литвинов Л.А., Петренко П.В., Чернина Э.Ф. // ЖПС.- 1985.- Т.28/-№1.- С. 132-137.

99. Токарев, А.Г. Люминесценция центров окраски в кристаллах а-А1203 и Y3AI5O12 и возможности генерации лазерного излучения этими центрами / Токарев А.Г. Автореферат диссертации к.ф.-м.н., Иркутск, 1985.- 16 с.

100. Atobe, К. Irradiation indused aggregate centers in single cristal Al203 / Atobe K., Nishimoto N., Nakagawa M. // Phys. Stat. Sol. (a) - 1985. - V. 89.-P. 155-162.

101. Михнов, С. А. Абсорбционно-люминесцентные спектры лейкосапфира облученного нейтронами / Михнов С. А., У сков В. И. // ЖПС. 1985. - Т. 42,- № 6.- С. 940-944.

102. Парфианович, И.А. Электронные центры окраски в ионных кристаллах / И.А. Парфианович, Э.Э. Пензина. Иркутск: Вост.-Сиб. книжн. изд-во, 1977. - 208 с.

103. Fowler, W.B. Physics of Color Centers / Ed. by W.B. Fowler. New-York: Academic Press, 1968. - 655 p.

104. Crawford, J.H. Point Defects in Solids / Ed. by J.H. Crawford, L.M. Slifkin. New-York - London: Plenum Press. - 1972.

105. Tuchkevich, V.M. Defects in insulating crystals / Ed. by V.M. Tuchkevich, K.K. Shvarts. Riga: Zinatne, Berlin: Springer-VerL, 1981. -774 p.

106. Стоунхэм, A.M. Теория дефектов в твердых телах / A.M. Стоунхэм. -Москва: Мир, 1978. Т. 2. - 359 с.

107. Михнов, С.А. Лазер на кристалле сапфира с центрами окраски / Михнов С.А., Войтович А.П., Кононов В.А., Кромский Г.И., Усков В.И, Гриткевич В.Э. //ЖТФ.- 1986.- Т.56.- вып.З.- С.598-600.

108. Мартынович, Е.Ф. Структурные модели центров окраски в лейкосапфире / Мартынович Е.Ф., Зилов С.А.// Тез. докл. 2 конференции молодых ученых, Иркутский госуниверситет, Иркутск.-1984.-С. 78-79.

109. Мартынович, Е.Ф. Люминесценция центров окраски А12Оз / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г., Зилов С.А.// Тез. докл. 4 Всесоюзного симпозиума по люминесцентным приемникам и преобразователям рентгеновского излучения, Иркутск.- 1982.- С. 14.

110. Михнов, С.А. Спектральные свойства лейкосапфира облученного нейтронами / Михнов С.А., Усков В.И.- Минск: Издательство ИФ АН БССР, 1985,-С. 3-10.

111. Барышников, В.И. Преобразование центров окраски в монокристаллах лейкосапфира / Барышников В.И., Мартынович Е.Ф. // ФТТ.-1986.- Т.28.- вып.4 .- С.1258-1260.

112. Барышников, В.И. Оптическая ионизация, люминесценция ипреобразование центров окраски в а~А1гОъ/ Барышников В.И., Мартынович Е.Ф., Щепина Л.И. , Колесникова Т.А. // Опт. и спектр. -1988.- Т.64.- №2.- С. 455-457.

113. Барышников, В.И. Механизмы преобразования и разрушения центров окраски в монокристаллах а-А1гОъ / Барышников В.И., Колесникова

114. Т.А., Мартынович Е.Ф., Щепина Л.И. // ФТТ.- 1990. -Т.32.- № 1. С. 291-293.

115. Григоров, В.А. Красная люминесценция а-А120з, облученных реакторным излучением / Григоров В.А., Чумак В.В., Зилов С.А. // Тез. докл. Материалы научно-техн. конф. Вып.2, часть 1, Иркутск.-1997.- С.98-99.

116. Зилов, С.А. Поляризованная люминесценция в области 615нм центров окраски в а-А1203 / Зилов С.А., Чумак В.В., Григоров В.А. // Труды VIII международной школы-семинара «Люминесценция и лазерная физика», Иркутск.- 2003.- С.3-7.

117. Мартынович, Е.Ф. Новые центры окраски LiF и а-А1203 и лазерные элементы на их основе / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г., Зилов С.А. // Тез. докл. Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", Ленинград,- 1984.- С.130-131.

118. Персонов, Р.И. Исследование фононных крыльев и бесфононных линий в спектрах примесных кристаллов н-парафинов / Персонов Р.И., Осадько И.С., Годяев Э.Д, Алыпиц Е.И. // ФТТ.- 1971.- Т.13,-вып.9,- С. 2656-2663.

119. Осадько, И.С. Фононная структура в спектрах флуоресценцииорганических молекул в н-парафиновых матрицах / Осадько И.С., Альшиц Е.И., Персонов Р.И. // ФТТ.- 1974.- Т. 16.- вып.7.- С. 19741985.

120. Давыдов, A.C. Теория твердого тела / Давыдов A.C.- М.:Наука, 1976.640 с.

121. Марадудин, А. Дефекты и колебательный спектр кристаллов / Марадудин А.- М.: Мир, 1968.- 432 с.

122. Абрамов, В.Н. Электронная энергетическая структура и оптические свойства А1203 / Абрамов В.Н., Карин М.Г., Кузнецов А.И., Сидорин К.К. // ФТТ.- 1979.-Т.21.- вып. 1.- С.80-86.

123. Михнов, С.А. Нелинейное поглощение света лейкосапфиром облученным нейтронами / Михнов С.А., Усков В.И., Зимин Л.Г., Никеенко Н.К., Гапоненко C.B. // ЖПС.- 1987,- Т.47,- №2,- С.316-317.

124. Зилов, С.А. Линейный дихроизм бесструктурной полосы поглощения "пьедестала" в нейтронно- облученном лейкосапфире / Зилов С.А., Григоров В.А., Чумак В.В., Мартынович Е.Ф. // Оптика и спектроскопия.- 1991. Т. 71,- №6. - С. 972-973.

125. Зилов, С.А. Метод разделения полос в спектрах поглощения одноосных кристаллов на основе поляризационных отношений / Зилов С.А., В. В Чумак, Григоров В.А., Перов М. А. // Журнал прикладной спектроскопии.- 1996.- Т.63.- N2.- С.345-349.

126. Тяжелова, В.Г. Определение параметров спектральных составляющих путем статистической обработки отдельных участков спектральнойкривой / Тяжелова В.Г. // ЖПС. 1969. - Т. 10.- N1.- С.22-21.

127. Антипова-Каратаева, И.И. О неоднозначности математического разложения перекрытых спектральных полос методом затухающих наименьших квадратов / Антипова-Каратаева И.И., Архипова С.Ф. // ЖПС. 1969,- Т.Ю.- В.З. - С. 480 -486.

128. Фок, М.В. Разделение сложных спектров на индивидуальные полосы при помощи обобщенного метода Аленцева / Фок М.В.// Труды ФИАН. 1972. - Т. 59. - С. 3-24.

129. Dienes, G.I. Shell-model calculations of some point defect properties in A1203 / Dienes G.I., Welch D.C., Fisher C.R. // Phys. Rew. В.- 1975.-V.11.-N3.-P. 3060-3070.

130. Oishi, Y. Self-diffusion of oxygen in single crystal and polycrystalline aluminum oxide / Oishi Y., Kingery W. D.// The Journal of Chemical Physics -1960. V. 33.- № 2,- P. 480-486.

131. Барышников, В.И. Динамика преобразования спектров оптического поглощения монокристаллов а-А1203 с центрами окраски / Барышников В.И., Колесникова Т.А., Мартынович Е.Ф., Щепина Л.И. //Опт. и спектр. 1989.- Т.66.-№ 4. - С. 930-932.

132. Колесникова, Т.А. Механизмы возбуждения и преобразования собственных дефектов монокристаллов а-А1203 в мощных радиационных и оптических полях / Колесникова Т.А.- Диссертация к.ф.-м.н., Иркутск, 1989.- 118с.

133. Mohapatra, S.K. Defect structure of A1203 doped with magnesium / Mohapatra S.K., Kroger F.A. // J. American Ceramic Society.- 1977.-V.60.-N3-4.-P. 141-148.

134. Mohapatra, S.K. Defect structure of A1203 doped with titanium / Mohapatra S.K., Kroger F.A. // J. American Ceramic Society.- 1977,

135. V.60.- N9-10,- P. 381-387.

136. Pells, G.P. Radiation damage in the cation sublattice jn alpha A1203 / Pells G.P, Stathopoulos A.Y.//Radiation Effects.- 1983,- V. 74.- P. 181-191.

137. Pells, G.P. Radiation damage of AI2O3 in the HVEM / Pells G.P, Phillips P.C. // J. Of Nuclear Materials.- 1979.- V.80.- P. 215-222.

138. Зилов, С.А. Линейный дихроизм бесструктурной полосы поглощения "пьедестала" в нейтронно- облученном лейкосапфире / Зилов С.А, Григоров В.А, Чумак В.В, Мартынович Е.Ф. // Опт. и спектр.- 1989.Т. 71.-N6.- С.972-973.

139. Ван де Хюлст, Г. Рассеяние света малыми частицами / Ван де Хюлст Г.- М: Изд-во иностранной литературы, 1961. 264с.

140. Борен, К. Поглощение и рассеяние света малыми частицами / Борен К, Хафмен Д.- М.: Мир, 1986.- 656 с.

141. Фабелинский, И.А. Молекулярное рассеяние света / Фабелинский И.А.- М.: Наука, 1965.- 379 с.

142. Theimer, О. Light scattering by nearly perfect crystals / Theimer O, Plint C.A. // Annals Phys.- 1958.- V.3.- P.408-412.

143. Борн, M. Основы оптики / Борн M, Вольф Э.- М.: Наука, 1970.- 722 с.

144. Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы / Петров Ю.И.- М.: Наука, 1986.-367 с.

145. Петров, Ю.И. Физика малых частиц/ Петров Ю.И.- М.: Наука, 1982. -359 с.

146. Зилов, С.А. Механизм образования и преобразования центров окраски в монокристаллах а-А12Оъ / Зилов С.А., Григоров В.А.,

147. Мартынович Е.Ф., Чумак В.В. // ФТТ,- 1991. Т.ЗЗ.- N 8. - С.117-121.

148. Zilov, S.A. Creation mechanism and optical properties of color centers in а~А1гОъ irradiated by neutrons / Zilov S.A., Grigorov V.A., Martynovich

149. Y.F., Chumack V.V. // Abstracts International conference on defects in insulated materials (ICDIM 92), Germany, Nordkirchen.- 1992.- P.205.

150. Чумак, B.B. Исследования структурных изменений в решетке нейтронно облученного лейкосапфира / Чумак В.В., Зилов С.А., Кузнецова Г.А., Тарасова Г.В. // Тез. докл. конф. Применение рентгеновских лучей в науке и технике.- Иркутск.- 1995 - С. 17-19.

151. Дине, Д. Радиационные эффекты в твердых телах / Дине.Д., Винйард Д.- М.: Изд-во иностранной литературы, I960.- 402 с.

152. Tanabe, Т. Energetic particle induced luminescence of a-Al203 / Tanabe T., Fujiwara M., Miyazaki К. // J. Nnucl. Mater.- 1996,- Vol.233-237.- N 2.- P.1344-1348.

153. Оптические и электрические явления в кристаллах / Труды ИФА АН ЭССР. Таллин: Валгус, 1969. - № 36. - 252 с.

154. Мотт, Н.Ф. Электронные процессы в ионных кристаллах / Н.Ф. Мотт, Р.В. Герни. Москва: ИЛ, 1950. - 304 с.

155. Парфианович, И.А. Люминесценция кристаллов / И.А. Парфианович, В.Н. Саломатов. Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1988. -247 с.

156. Mollenauer L.F., Vieira N.D., Szeto L. // Phys. Rev. B.-1984.-V.27.- N9,1. Р.5332-5346.

157. Смольская Л.П. // Украинский физический журналю.-1987.-Т.32,№3.-С.387-389.172. loan А., Тора V. // Phys. Stat. Sol. (b).- 1980. -V.101. N1.- P. 377-388.

158. Heyderickx I., Goovaerts E., Nistor S. V., Shoemaker D. // Phys. Rev. B. -1986,- V.33.N3.- P. 1559-1566.

159. Ахвледиани З.Г., Иванов H.A., Хулугуров B.M., Михаленко А.А.// Письма в ЖТФ. -1985.- В.11.- С. 187.

160. Абрамов А.П., Архангельская В.А., Королев Н.Е., Полетимов А.Е., Разумова И.К.// Опт. и спектр. -1990.- Т.68. -С.586.

161. Antal, J.J. Study of reactor-irradiated a-Al203 / Antal J.J., Goland A.N. // Phys. Rev.- 1958.- V.112.-N1.- P. 101-113.

162. Arnold, George W. Threshold energy for lattice displacement in a-Al203 / Arnold George W., Compton W. Dale // Phys. Rev.- I960.- V.4.-N2.-P.66-73.

163. Levy, P.W. Color Center and Radiation Induced Defects in a-Al203 / Levy P.W. //Phys. Rev.- 1961.-V.123.-N4.-P. 1226-1234.

164. Сюр до, А.И. Генерация F- агрегатных центров при облучении корунда быстрыми электронами / Сюрдо А.И., Кортов B.C., Мильман И.И. // Письма ЖТФ.- 1985.-T.il,-N15.- С.943-946.

165. Kvapil, I. Colour Center Formation in Corundum Doped With Divalent Ions / Kvapil I., Perner В., Svolovsky J., Kvapil J. // J. Crystal and Technics.- 1973.- V.8.- N1-3.- P. 243-251.

166. Валбис, Я.И. Дефекты решетки и люминесценция монокристаллов а-А1203 / Валбис Я.И., Кулис П.А., Спрингис М.Е. // Известия АН Латвийской ССР, серия физических и технических наук.- 1979.- №6.-С.22-28.

167. Lee, K.H. Additive Coloration of sapphire / Lee K.H., Crawford I. H. // Appl. Phys. Lett.- 1978.- V.33.- P.273-275.

168. Eritsian, H.N. Visible laser radiation from colour centres brought on a-A1203 by fast electrons / Eritsian H.N., Ezoyan R.K., Gevorkian V.A., Harutyunian V.V., Sarkisov V.Kh.- Ереванский физический институт, Препринт 1042 (5).-88, 1988.

169. Михнов, С.А. Лазер на кристалле сапфира с центрами окраски / Михнов С.А., Войтович А.П., Кононов В.А. // ЖТФ,- 1986.- Т.56.-вып.З.- С. 593-600.

170. Барышников, В.И. Кристаллы с центрами окраски для лазерной техники / Барышников В.И., Григоров В. А., Лобанов Б. Д., Мартынович Е.Ф., Пензина Э.Э., Хулугуров В.М., Чепурной В.А. // Известия АН СССР, сер. физ.- 1990.- Т.54.- №8.- С. 1467-1475.

171. Мартынович, Е.Ф. Генерация лазерного излучения в видимой области спектра центрами окраски А1203 при комнатной температуре / Мартынович Е.Ф., Барышников В.И., Григоров В.А. // Письма в ЖТФ.- 1985,- Т. 11.- №4.- С.200-202.

172. Мартынович, Е.Ф. Лазерная среда для активных элементов и пассивных затворов / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г.//А.С. СССР.- 1981.-№1018573.

173. Мартынович, Е.Ф. Лазерные элементы и пассивные лазерные затворы на центрах окраски на основе оксидных монокристаллов / Мартынович Е.Ф., Григоров В.А., Токарев А.Г. // Информационный листок ВДНХ СССР. Иркутск.- 1983.- С. 1-4.

174. Михнов, С.А. Пассивный затвор для лазера на рубине из радиационно окрашенного лейкосапфира / Михнов С.А., Усков В.И., Корда И.М., Черенда Н.Г., Билан О.Н.// Письма в ЖТФ.- 1984.- Т. 10.- вып.4,-С.219-221.

175. Михнов, С.А. Особенности модуляции добротности рубинового лазера пассивным затвором из облученного нейтронами лейкосапфира / Михнов С.А., Кононов В.А., Усков В.И., Корик O.E. // Квантовая электроника.- 1987.- Т.Н.- вып.8.- С. 1587-1589.

176. Мартынович, Е.Ф. Пассивная модуляция добротности резонатора лазера кристаллами а-А1203 с центрами окраски / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г., Назаров В.М.//ЖПС.- 1988.-Т.48.- №1,-С.135-138.

177. Гринкевич, В.Э. Определение сил осцилляторов и концентраций радиационных центров окраски в лейкосапфире окраски / Гринкевич В.Э., Калинов B.C., Михнов С.А., Райченок Т.Ф. // ЖПС.- 1990.- Т.52,-№2.- С.320-321.

178. Спрингис, М.Е. Спектрально-поляризационное исследование красной люминесценции центров окраски кристаллов лейкосапфира / Спрингис М.Е.- Электронные процессы и дефекты в ионных кристаллах. Рига: ЛГУ, 1985.- С. 124-135.

179. Блистанов, A.A. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики / Блистанов A.A. М.: Мисис, 1996 - 431 с.

180. Михнов, С.А. Спектральные свойства лейкосапфира, облученного нейтронами / Михнов С.А., Усков В.И.- Минск: Ин-т физики АН БССР, Препринт №227, 1985,- С.11.

181. Барышников, В.И. Динамика преобразований спектров оптического поглощения монокристаллов А1203 с цетрами окраски / Барышников В.И., Колесникова Т.А., Мартынович Е.Ф., Щепина Л.И. // Оптика и спектроскопия.- 1999.- Т.66.- №4.- С.930-933.

182. Григоров, В.А. Люминесценция центров окраски в А1203 / Григоров В.А., Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г. // Украинский физический журнал.- 1983,- Т.28.- в.5.- С. 784-785.

183. Мартынович, Е.Ф. Энергетические уровни и квантовые переходы в центре окраски А1203 / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г. // ФТТ.- 1984.-Т.26.- в.2,- С.616-618.

184. Мартынович, Е.Ф. Оптические свойства и энергетические уровни центров окраски лейкосапфира, поглощающих в области 250 -ЗООнм / Мартынович Е.Ф., Токарев А.Г.// Оптика и спектроскопия.- 1984.-Т.57.- №5.- С.942-944.

185. Осадько, И.С. Исследование электронно-колебательного взаимодействия по структурным оптическим спектрам примесных центров / Осадько И.С.// УФН.- 1979.- Т. 128,- в.1.- С. 31-67.

186. Мартынович, Е.Ф. Люминесценция, внутренний фотоэффект и преобразование центров окраски в анизотропных кристаллах под действием фемтосекундных лазерных импульсов / Е.Ф. Мартынович // Известия вузов. Физика.- 2000.- Т. 43. №3.- С. 31-42.

187. Мартынович, Е.Ф. Фотовыжигание периодических структур в анизотропных кристаллах / Мартынович Е.Ф.// Письма в ЖТФ.- 1989.-T.15.-B.11.- С.60-64.

188. Пензина, Э.Э. Деполяризация люминесценции центров окраски в кубических кристаллах / Пензина Э.Э., Иванов H.A., Зилов С.А. // Тезисы лекций и докладов IX международной школы семинара по Люминесценции и лазерной физике, Иркутск.- 2004.- С. 58-60.

189. Непомнящих, А.И. Центры окраски и люминесценция кристаллов LiF

190. А.И. Непомнящих, Е.А. Раджабов, А.В. Егранов. Новосибирск: Наука, 1984. - 113с.

191. Nahum, J. Optical Properties of Some F-Aggregate Centers in LiF / J. Nahum, D.A. Wiegand // Physical Review. 1967. - Vol 154. - № 3. - p. 817-830.

192. Nahum, J. Optical Properties and Mechanism of Formation of Some F-Aggregate Centers in LiF / J. Nahum // Physical Review. 1968. - Vol. 158. -№3.- P. 814-825.

193. Evarestov, R.A. Theoretical Studies on the F3+ Centre in Alkali Halide Crystals / R.A. Evarestov, V.M. Treiger // Phys. Stat. Sol. 1969. - Vol. 33.-P. 873-878.

194. Evarestov, R.A. Theoretical Studies on the M7 Centre in Alkali Halide Crystals / R.A. Evarestov // Phys. Stat. Sol. 1969. - Vol. 31. - P. 401406.

195. Vander Lugt, K.I. Conversion of F3+ Centers and Destruction of R Centers in LiF with R Light / K.I. Vander Lugt, Y.W. Kim // Physical Review. -1968.-Vol. 171.-№3.-P. 1096-1103.

196. Ermakov, I.V. Two-photon polarization spectroscopy of F3+ and F2 color centers in LiF crystals / I.V. Ermakov, W Gellermann, K.K. Pukhov, T.T. Basiev // Journal of Luminescence. 2000. - Vol. 91. - P. 19-24.

197. Басиев, Т.Т. Оптические и безызлучательные переходы с участием триплетных состояний лазерных F3 + центров окраски в кристаллах

198. F / T.T. Басиев, И.В. Ермаков, К.К. Пухов // Квантовая электроника. 1997. - Том 24. - №4,- С. 313-317.