Спектрально-кинетические и лазерные характеристики кристаллов Na0,4Y0,6F2,2, активированных редкоземельными ионами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

А/ и

На правах рукописи

00468931

Гордеев Егор Юрьевич

Спектралыю-кииетические и лазерные характеристики кристаллов активированных редкоземельными ионами

Специальность 01.04.05 - оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

з О СЕН 2010

Казань-2010

004609312

Работа выполнена на кафедре квантовой электроники и радиоспектроскопии физического факультета ФГАОУВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Наумов Александр Кондратьевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Попов Иван Иванович

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Герасимов Константин Игоревич

Ведущая организация:

Научный центр лазерных материалов и технологий Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН

Защита состоится й/^А?^^ 2010 г. в ч. 30 мин, на заседании

диссертационного совета Д 212.081.07 при ФГАОУВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» по адресу: 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18, физический корпус, ауд. 210

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского Казанского (Приволжского) федерального университета

Автореферат разослан « Э » СеггТЛ 2010 г. Ученый секретарь .

диссертационного совета ' Камалова Дина Илевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Лазеры, в которых в качестве активных элементов используется твердое тело - активированные кристаллы - являются весьма популярными. Это связано, в первую очередь, с высоким удельным съёмом энергии с кристаллических активных сред и простотой реализации лазерных генераторов на их основе при высокой монохроматичности генерируемого излучения. Кроме того, компактность и возможность получения перестраиваемого излучения лазеров на твердом теле делают их незаменимыми в широком кругу проблем. Поэтому актуальной задачей является поиск новых кристаллических активных сред для твердотельных лазеров с наилучшими выходными характеристиками, а также с возможностью получения лазерного излучения с длинами волн, на которых ранее лазерная генерации не была реализована.

Одной из последних тенденций квантовой электроники является поиск кристаллических активных сред с разупорядоченной структурой, в которых спектры поглощения и люминесценции активаторных ионов неоднородно уширены [1]. Такая спектроскопическая ситуация в активных элементах способствует (за счет широких полос усиления) получению на них перестраиваемого по частоте излучения и возможности получения и усиления лазерных импульсов ультракороткой длительности. Кроме того, кристаллы с разупорядоченной структурой в сравнении со стеклами, в которых спектры активаторных ионов также неоднородно уширены, имеют большую теплопроводность.

Еще одним направлением развития квантовой электроники является поиск активных сред для лазеров ультрафиолетового (УФ) и вакуумно-ультрафиолетового (ВУФ) спектральных диапазонов. Это связано с потребностями фотохимии, биологии, экологии, медицины, получением сверхчистых веществ и т.п.

Прогресс в развитии квантовой электроники в УФ и ВУФ диапазонах спектра во многом обязан применению в качестве матрицы-основы для активных элементов лазеров - фторидных кристаллов, имеющих широкую (-10 эВ) запрещенную зону, а в качестве ионов для их активации - ионов редкоземельных элементов (РЗЭ). В настоящее время на лазерах с активными элементами на основе фторидных кристаллов, активированных ионами Се3+ и Ш3+, осуществлена лазерная генерация в УФ и ВУФ диапазонах спектра [2,3].

Для освоения УФ и ВУФ диапазонов спектра, наряду с поиском новых материалов для активных сред лазеров, не менее важным является создание базы пассивных элементов оптики: зеркал, призм, линз, фазовых элементов, затворов и т.п. К материалам этих элементов для УФ и ВУФ диапазонов предъявляются жесткие требования по их устойчивости к воздействию интенсивного УФ и ВУФ излучения. Удовлетворить этим требованиям могут далеко не все материалы, которые используются традиционно в квантовой электронике в ИК и видимом диапазонах - различные сорта стёкол и кварца. Поэтому совместно с поиском активных элементов для УФ и ВУФ лазеров должен осуществляться поиск материалов для оптических элементов и лазерных устройств УФ и ВУФ диапазонов спектра. Наиболее подходящими материалами для этих целей, как показала практика, являются фторидные кристаллы.

Из всего вышесказанного следует, что поиск новых активных сред для твердотельных лазеров, в особенности для УФ и ВУФ диапазонов, является актуальной задачей, причем поиск материалов для таких активных сред предпочтительно вести среди фторидных кристаллов с разупорядоченной структурой, активированных ионами РЗЭ.

Актуальность данного диссертационного исследования отражена в приоритетных направлениях развития науки, технологий и техники в Российской Федерации [4].

Цель работы - исследование спектрально-кинетических и лазерных характеристик монокристаллов Мац.4Уо.6Р2.2 с разупорядоченной структурой,

активированных ионами Yb3+ и Се34, для установления перспективности их применения в лазерах и лазерных устройствах ИК и УФ диапазонов спектра.

Основные задачи

1 Выращивание образцов кристалла Nao.iYo.éF^, (далее - NYF), активированных различными ионами Yb3+ и Се3+, высокого оптического качества.

2 Измерение температурной зависимости теплопроводности выращенных образцов.

3 Исследование спектрально-кинетических и лазерных характеристик выращенных образцов кристалла NYF, активированного ионами Yb3+, в ИК области спектра.

4 Исследование спектрально-кинетических характеристик выращенных образцов кристалла NYF:Ce3+,Yb3+ в УФ области спектра в условиях интенсивного УФ излучения возбуждения.

Научная новизна работы обусловлена тем, что в ней впервые:

1) Измерена температурная зависимость теплопроводности кристаллов NYF и NYF:Yb3+ в диапазоне температур от 50 до 300 К;

2) На кристалле NYF:Yb3+ получена лазерная генерация в непрерывном режиме, перестраиваемая в области от 1005 до 1060 нм;

3) Исследованы оптические свойства кристалла NYF:Ce3+ в условиях воздействия интенсивного лазерного излучения, по результатам которых установлено, что в области полосы 5d-4f люминесценции ионов Се3+ от 301 до 319 нм в кристалле NYF:Ce3+ имеет место наведенное поглощение, обусловленное поглощением из возбужденного 5d состояния;

4) Предложено использовать наведенное УФ излучением возбуждения поглощение в кристалле NYF:CeJ+,Yb3+ в устройстве квантовой электроники -оптическом затворе для УФ области, характеристиками которого можно управлять внешним оптическим излучением.

Практическая значимость работы:

• выявлена новая активная среда NYF:Yb",+ для перестраиваемого лазера ближнего ИК диапазона спектра с практически значимыми выходными характери стиками;

• предложено использовать кристалл ЫУР:Се3+, УЪ3+ в качестве оптического затвора для УФ области спектра, характеристиками которого можно управлять внешним оптическим излучением.

Из перечисленного выше сделан вывод, что кристалл ИаолУоЛл, активированный различными ионами УЬ3+ и Се3+, является перспективным для его применения в качестве материала-основы различных оптических эле.ментов, для устройств квантовой электроники в ИК и УФ диапазонах спектра.

Защищаемые положения

1. Кристалл МаолУо.бРзл, активированный ионами УЬ3+, может применяться в качестве активной среды перестраиваемого лазера ближнего ИК диапазона с диапазоном перестройки от 1005 до 1060 им при непрерывной диодной накачке.

2. Поглощение из возбужденного 5с1 состояния ионов Се3+ в области от 301 до 319 нм препятствует получению УФ лазерной генерации на 5с/-4/ переходах ионов Се3+ в кристаллах Ыао.4Уо.бр2л:Се3+.

3. Скорость восстановления пропускания кристалла Ыао_4Уо.бр2,2:Се3+ до исходного состояния при снятии возбуждения можно увеличить в десятки раз путем его соактивации ионами УЬ3+.

4. При возбуждении кристалла Ыа0,4Уо,бР2,::Се3+,УЬ3+ излучением, резонансным межконфигурационным переходам ионов Се3+, с плотностью энергии 0,5 Дж/см2 существует пороговое значение плотности энергии излучения зондирования на 310 нм около 8 мДж/см2, при котором происходит просветление возбужденного кристалла Ыа0.4Уо.бр2.2'-Се3+,УЬ\

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены в виде устных и стендовых докладов на 3 международных, 1 всероссийской и 1 региональной

конференциях и симпозиумах: XIII Feofilov Symposium on Spectroscopy of Crystals Activated by Rare Earth and Transitional ions (Irkutsk, Russia, 2007), VIII, X, XI международной научной молодежной школе «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, Россия, 2004, 2006, 2007), VI научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов НОЦ КГУ «Материалы и технологии XXI века» (Казань, Россия, 2006). Общее число работ по теме диссертации, включая опубликованные тезисы докладов, составляет 12 публикаций. Перечень публикаций по теме диссертации приведён в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Материал изложен на 122_страницах, содержит 40 рисунков, 1 таблицу и список цитируемой литературы из 95 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность данного диссертационного исследования, формулируются цель и задачи работы и положения, выносимые на защиту. Также приводится общее описание работы.

В первой главе формулируются современные требования к материалам квантовой электроники, которых предпочтительно придерживаться при поиске новых материалов. Отмечается, что кристалл Nao.4Y0.6F2.2 удовлетворяет большинству перечисленных требований.

Приводится фазовая диаграмма системы NaF-YF3 [5], указывается, что в средней области составов этой системы, согласно работе [5], образуется флюоритовая фаза Nao.5.xYo.5+xF2+2!i (при х=0,1 имеем кристалл NYF).

Отмечается, что в химическом и структурном аспекте специфика соединений Na0.5-:,Ya5+\F2+2\ состоит в том, что они образуются в системе, где ни один из компонентов которой не имеет флюоритовой структуры. Флюоритовая структура образуется в средней области составов с использованием в качестве «строительного материала» катионов, сильно

различающихся по валентности (Ыа+ и У3+). Статистическое распределение их во флюоритовой структуре, возникающее при высоких температурах, сменяется дифференциацией Ка+ и У3+ по различным кристаллографическим позициям при понижении температуры. Результатом являются многочисленные упорядоченные фазы с производной от флюорита структурой [5].

Приводится описание некоторых физических свойств кристалла ЫУБ для его потенциального применения как материала для оптических элементов лазеров, отмечается высокая технологичность выращивания кристалла МУР в сравнении с простыми фторидами, обосновывается выбор кристалла ЫУР в качестве объекта исследований, который был обусловлен следующими причинами:

-большая ширина запрещенной зоны (—10 эВ) [6];

- разупорядоченность структуры;

- высокий коэффициент распределения РЗЭ (~1) [7];

- изотропность физических свойств, обусловленная кубической структурой кристалла [5];

- относительная простота технологии выращивания [7].

Во второй главе приводится описание экспериментальной техники, применявшейся при проведении исследований, отмечается, что для фторидных кристаллов наиболее подходящим методом выращивания является метод Бриджмена-Стокбаргера. Описывается кристаллизационная установка, реализующая этот метод, которая была создана для выращивания образцов кристалла ЫУТ, активированного ионами УЬ3+ и Се3*.

Необходимый температурный градиент в зоне кристаллизации, который составлял 50 °С/см, формировался особой геометрической формой графитового нагревателя. Регулирование питания и стабилизация температуры нагревателя осуществлялись с помощью пропорционально-интегрально-

дифференциального регулятора типа РИФ-101, который подключался к нагревателю через согласующий трансформатор. Отмечается, что при относительной дешевизне получившейся установки обеспечивается

необходимая скорость увеличения (уменьшения) температуры нагревательного элемента и хорошая стабильность ее удержания в течение всего цикла выращивания - ± 1 °С.

Далее описываются особенности конструкции тиглей, использовавшихся при выращивании кристаллов (однокамерного и многокамерного), приводится описание методики выращивания кристаллов КУР. В ходе выполнения настоящей работы было выращено 13 образцов кристаллов КУБ, активированных ионами Се3+, УЬ3+, вводимых в кристаллы как по отдельности, так и вместе.

Приводится описание экспериментальных установок, применявшихся для изучения спектрально-кинетических и лазерно-спектроскопических характеристик кристаллов КУР:Се3^, УЬ3+.

В третьей главе описываются методы контроля качества выращенных образцов кристалла NYF: визуальный оптический и лазерно-спектроскопический. Критерием качества при визуальном оптическом методе контроля было отсутствие внутренних напряжений в кристалле. При лазерно-спектроскопическом методе контроля критерием качества было значение неравномерности распределения примеси по поперечному сечению образца, не превышающее ±15 %. Отмечается, что все выращенные и подготовленные для исследований образцы удовлетворяли поставленным критериям качества.

В конце главы приводятся результаты измерений температурной зависимости теплопроводности кристаллов МУР и ЫУТ:УЬ3+ в диапазоне от 50 до 300 К. Указывается, что зависимость теплопроводности кристалла от температуры является возрастающей [А.1]. Приводится сравнение полученного значения теплопроводности кристалла КУР при 300 К с кварцевым стеклом и упорядоченным кристаллом 1лУР4.

В четвертой главе приводятся результаты исследований спектрально-кинетических и лазерных характеристик кристалла ИУТ, активированного ионами УЬ3т, в ИК области спектра. Отмечается, что простая схема энергетических 4£-состояний ионов УЬ3+, в которой эффекты кросс-релаксации,

апконверсии и поглощения из возбужденного состояния минимальны [1], выгодно отличает его от других ионов РЗЭ (например, Ш3+) при применении в качестве активатора кристаллов для активных сред лазеров ближнего ИК диапазона с накачкой лазерными диодами. Указывается, что лазер на кристаллах, активированных ионами УЬ3+, работает по квазитрехуровневой схеме. Обсуждается перспективность использования кристалла ЫУР для его активации ионами УЬ3+.

Далее описываются результаты исследований спектрально-кинетических характеристик кристалла КУР:УЬ3+. Приводится спектр поглощения образцов кристалла, зарегистрированный в области от 870 до 1050 нм. Представлены результаты расчета спектра сечения поглощения и сечения вынужденных переходов, проведенного с использованием интегрального метода соответствия [8] (рис. 1).

Затем приводятся результаты исследования кинетики затухания люминесценции, обусловленной переходами 2р5/2-2р7/2 ионов УЬ3+. Отмечается, что для активных сред, работающих по квазитрехуровневой схеме, характерны затягивание кинетики и деформация формы спектров люминесценции, связанные с эффектом перепоглощения излучения люминесценции. Для устранения факторов, связанных с этим эффектом, был использован метод, предложенный в работе [9], суть которого заключается в измерении времени затухания люминесценции в суспензии, состоящей из микрочастиц исследуемого кристалла в жидкости. Люминесценция возбуждалась излучением параметрического генератора света (\изл=950-ь970 нм, 10 не). Регистрация кинетики осуществлялась на длине волны 980 нм при

880 920 960 1000 1040 1080 длина волны, нм

Рис. 1. Спектр сечения поглощения (прерывистая линия) и спектр сечения вынужденных переходов (сплошная линия), рассчитанные по экспериментальным данным для кристалла при комнатной

температуре

температуре 300 К. Концентрация ионов УЬ3" в суспензии изменялась от 0,0065 до 2,0 ат. %. Отмечается, что для всех значений концентрации кинетика люминесценции с хорошей точностью (коэффициент корреляции 0,9999) описывается одноэкспоненциальным законом затухания. Определенное по результатам исследования кинетики затухания люминесценции значение радиационного времени жизни ионов УЬ3+ в кристалле ЫУР составило 2,13±0,06 мс.

Далее представляются результаты расчета спектральной зависимости коэффициента усиления для различных значений относительной населенности возбужденного состояния ионов УЬ3+. Отмечается, что при значении относительной населенности возбужденного состояния, равной 0,15, ширина полосы усиления (по уровню 0,1 от максимального значения коэффициента усиления) составляет 70 нм.

По результатам спектрально-кинетических исследований делается вывод о том, что кристалл NYF:УЬ3+ является перспективным материалом для активных элементов лазеров ИК диапазона спектра [А.2, А.З].

Далее в главе сообщается о получении непрерывной перестраиваемой лазерной генерации на переходах иона УЪ3+ в ближнем ИК

диапазоне при накачке лазерными диодами и приводятся результаты измерений генерационных характеристик.

На рис. 2 а представлены зависимости выходной мощности лазерной генерации на кристалле МУТ:УЬ3+ в непрерывном режиме от поглощенной мощности накачки для различных значений коэффициента пропускания выходного зеркала ТВЬ1Х=1,5 %, 3,5 % и 5,7 % [А.4].

При использовании выходного зеркала с коэффициентом пропускания 5,7 % дифференциальный КПД лазерной генерации составил 57,9±0,3 %.

В экспериментах по возбуждению перестраиваемой лазерной генерации получена спектральная зависимость выходной мощности лазерной генерации, которая представлена на рис. 2 б [А.4]. Отмечается, что кривая перестройки плавная без явно выраженных максимумов. По ширине перестроечной кривой

произведена оценка возможной длительности импульса, составившая 60 фс, которая может быть получена в режиме синхронизации мод.

н

ш

5

5

с_

1 ПОГ.1' " 1

Рис. 2. а) Зависимости выходной мощности непрерывной лазерной генерации от поглощенной мощности накачки для лазера на кристалле КУР:УЬпри различных коэффициентах пропускания выходного зеркала. Сплошные линии показывают ход зависимости; б) Перестроечная кривая лазера на активном элементе КУР:УЬ3+ при непрерывной генерации излучения с коэффициентом пропускания выходного зеркала 'Г=1,5 % и призмой в качестве внутрирезонаторного селективного элемента

Из результатов экспериментов по получению лазерной генерации на кристалле NYF:Yb3+ и определению лазерных характеристик этой активной среды отмечается значимость этого кристалла для практических применений в приборах квантовой электроники ближнего ИК диапазона спектра.

В конце главы описывается математическая модель лазера непрерывного действия с продольной диодной накачкой, работающего по квазитрехуровневой схеме, предложенная в работе [10]. Эта модель была использована для интерпретации полученных генерационых характеристик путем варьирования коэффициента неактивных потерь. Указывается, что результаты моделирования находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными для значения коэффициента неактивных потерь 1,5±0,3 % (0,05±0,01 см"'). Результаты моделирования представлены в работе [А.4].

В пятой главе приводится описание результатов исследований спектрально-кинетических характеристик кристаллов КУР:Се3+ и МУР:Се3+,УЬ3+ в УФ области спектра, приводится обоснование выбора ионов Се3+ в качестве активаторов кристалла №<Т. Отмечается, что Се-

активированные материалы, в частности, фторидные кристаллы, используются для получения перестраиваемой лазерной генерации в УФ области на межконфигурационных 5с!-4/переходах ионов Се3+.

Обсуждаются особенности межконфигурационных 5^-4/ переходов ионов Се3+, обуславливающие их привлекательность для получения перестраиваемой лазерной генерации в ближней УФ области. Затем приводятся результаты исследования спектрально-кинетических характеристик кристалла КУР:Се3+ [А.5-А.8].

По зарегистрированным спектрам поглощения в кристалле ¡\П(Т:Се3+ (ССс от 0,01 до 0,05 ат. %), в спектральной области от 225 до 310 нм (рис. 3) производился выбор источников для возбуждения 5с/-4/ люминесценции. Отмечается, что для возбуждения ионов Се3+ в кристалле N"¥7 вполне подходит излучение четвертой гармоники лазера УАО:Ш (266 нм).

По результатам исследований люминесценции кристалла КУР:Се3+ в УФ области спектра показано, что спектр 5с/-4/ люминесценции представляет собой широкий гладкий контур в области от 280 до 350 нм (рис. 3). Отмечается, что в спектре люминесценции наблюдаются две линии, которые обусловлены переходами с нижнего по энергии штар-ковского 5с1 состояния на два мультиплета 4£ конфигурации. Также отмечается, что интенсивность линии на 290 нм уменьшается с увеличением концентрации, что связано с явлением перепоглощения излучения люминесценции.

Далее в главе представлены результаты исследований кинетики затухания 5с/-4/ люминесценции при различной концентрации ионов Се"* в кристалле ЫУР. Исследования проводились с целью определения радиационного времени

длина волны,нм

Рис. 3. Спектр поглощения (сплошная линия) и спектр люминесценции (прерывистая линия) ионов Се3+ в кристалле N УР:Се3+ (Се3+ - 0,03 ат. %)

жизни ионов Се3+. Условия возбуждения - Хвдаб=266 нм, ти«„=15 не, уИм»1=Ю Гц. Кинетика люминесценции регистрировалась на фиксированной длине волны (310 нм), которая соответствовала максимуму в спектре люминесценции образца. Плотность энергии возбуждения составляла 0,5 Дж/см2.

Отмечается, что затухание люминесценции ионов Се3+ в кристалле ИУТ1 происходит по закону, отличному от экспоненциального (рис. 4), и может быть описано суммой двух компонент: экспоненциальной и гиперболической. Экспоненциальная компонента обусловлена люминесценцией ионов Се3+, возбужденных излучением накачки, а гиперболическая - люминесценцией ионов Се3+, оказавшихся в возбужденном состоянии за счет рекомбинации свободных носителей заряда, образовавшихся в результате поглощения из возбужденного 5(1 состояния (ПВС). Указывается, что радиационное время жизни ионов Се3+ определялось из зависимости времени жизни экспоненциальной составляющей от концентрации ионов Се3+. При концентрациях от 0,05% до 0,01% люминесцентное время жизни уменьшалось, приближаясь к значению 28,5±0,5 не, которое и было принято за радиационное.

Далее приводится рассчитанный по формуле Фюхтбауэра-Ладенбурга спектр сечения вынужденных 5<г/-4/переходов ионов Се3+ в диапазоне от 270 до 350 нм. Отмечается, что полученное по результатам расчета максимальное значение сечения ~ 5-10"18 см2 на длине волны 310 нм является характерным для разрешенных 5 ¿/-4/ переходов.

Далее сообщается, что под действием интенсивного УФ излучения, резонансного 4/-5с/ переходам ионов Се3+, образцы кристалла

5

х ь о

0,1-

ЫУР:Се3+ Се3+ - 0,01 ат. % Се3+ - 0,05 ат. %

с; о,01

л ь

I

н X

1Е-3

200 400 600 800

время, нс

Рис. 4. Кинетика 5с/-4/люминесценции ионов Се + в кристалле ЫУР:Се',+ при концентрации ионов 0,01 и 0,05 ат. %. Белая кривая -аппроксимация затухания кинетики функцией

А,

1(0 = А,е +

(1+Аз-О2

+ с

NYF:Ce3+ сильно окрашиваются. Обсуждается природа этого явления. Отмечается, что аналогичное явление обнаруживается и в других Се-содержащих кристаллах и происходит из процессов ПВС. Указывается, что для описания явления окрашивания кристаллов существует общепризнанная модель, которая и описывается далее.

Обсуждаются существующие на настоящий момент методы борьбы с процессами образования ЦО. Обосновывается выбор метода соактивации ионами УЬ3+ применительно к кристаллу КУР:Се3+. Для реализации этого метода были выращены образцы кристалла ЫУР, активированные ионами Се3+ и соактивированные ионами УЬ3+ (Ссс - 0,03 ат. %, с концентрацией ионов УЪ3+, варьировавшейся от 0 до 0,16 ат. %).

Далее приводятся результаты

исследования поглощения ЦО в кристаллах ЫУР:Се3+,УЬ3+, а также для сравнения в кристалле №(Т:Се3+. Указывается, что полоса поглощения ЦО частично перекрывается с полосой люминесценции ионов Се3+ (рис. 5). Показано, что соактивация ионами

о с:

-ё-3

то

о

2

300 330 360 390 длина волны, нм

0,8 |Е о

0,6 г 0,4 2 0,2 н

0,0 :

УЬ + приводит к значительному, но не рис. 5. Спектры поглощения ионов Се3+ (1)

и поглощения ЦО (3,4) (сплошные линии) и полному подавлению процессов спектр „„ (прерывистая

линия) ионов Се3+ (2) в кристалле

ЫУР:Се" ,№+ (Се' : 0,03 ат. %; УЬГ:1, 2, 3

образования ЦО.

Далее представлены результаты -Оат. %, 4-0,16ат. %) расчета коэффициента усиления малого сигнала на 5/3-4/переходах ионов Се3+ с учетом поглощения ЦО для значения относительной населенности возбужденного состояния 0,27 для двух образцов с концентрацией ионов -0,03 ат. % и концентрацией ионов УЬ3+ - 0 и 0,16 ат. %. Отмечается, что, исходя из результатов расчета, можно сделать вывод о том, что соактивация кристалла №(Т:Се3+ ионами УЬ3+ приводит к увеличению коэффициента усиления и расширению полосы усиления.

Далее приводятся результаты исследований кристалла МУР:Се3+,УЬ3+ методом «возбуждение-зондирование» [А.9-А.11]. При проведении экспериментов этим методом в образцах кристалла ЫУР:Се3+,УЬ3+ (ССс=0,03 ат. %, СуЬ=0-И),16 ат. %) обнаружилось, что интенсивность излучения зондирования с длиной волны 310 нм, прошедшего сквозь образец, во всех образцах резко уменьшается при включении излучения возбуждения (266 нм). При выключении излучения возбуждения происходит восстановление интенсивности прошедшего через кристалл излучения зондирования до исходного состояния (рис. 6), причем скорость восстановления пропускания для кристалла МУР:Се3+,УЬ3+ (ССс=0,03 ат. %, СУь=0,16 ат. %) в сравнении с кристаллом ЫУР:Се3+,УЬ3+ (ССе=0,03 ат. %, Суь=0 ат. %) увеличивается в десятки раз.

Такой результат свидетельствует о том, что вместо ожидаемого усиления излучения зондирования в образцах имеет место поглощение, наведенное интенсивным УФ излучением возбуждения. Такое поведение коэффициента пропускания образца является результатом наложения трех физических процессов: вынужденного излучения ионов Се3+ из возбужденного 5 с/ в основное 4/- состояние, поглощения из возбужденного 5й состояния ионов

Се3+ и образования и поглощения ЦО, причем образование ЦО непосредственным образом связано с числом переходов из возбужденного 5с1 состояния.

Далее в главе представлены результаты исследования наведенного поглощения в кристаллах ЫУБ:Се3+,УЬ3+ (Ссе=0,03 ат. %, СУь=0,16 ат. %) при

^ (Се"=0,03 ат. %, УЬ3-=0,16 ат. %)

Рис. 6. Зависимость пропускания образца кристалла Ы\Т:Се3+,УЬ + от времени при интенсивном лазерном (266 нм) возбуждении (и без него) с плотностью энергии 0,5 Дж/см2. Потери на отражение от поверхностей образца учтены

перестройке длины волны излучения зондирования, а также при изменении плотностей энергии как зондирующего, так и возбуждающего излучения. Наведенное поглощение в области полосы 5с!-4/ люминесценции ионов Се3+ обусловлено поглощением из возбужденного 5(1 состояния ионов Се^+, которое является главным препятствием при получении УФ лазерной генерации на кристалле ЫУР:Се3+. При изменении плотности энергии зондирования в диапазоне от 6 до 9 мДж/см2 происходит просветление кристалла, возбужденного излучением с плотностью энергии 0,5 Дж/см2 (рис. 7).

Обнаруженное в ходе экспериментов просветление кристалла может найти практическое применение в устройстве квантовой электроники - оптическом затворе для УФ диапазона, характеристиками которого (начальным пропусканием), можно управлять

Рис. 7. Зависимость пропускания образца внешним оптическим излуче- тепзшя нУР:Се5+,УЬ5+ на длине волны 310 нм

нием. Далее описывается от энеРгии зондирующего излучения.

Кривая линия показывает ход зависимости

принцип действия такого затвора

и возможные варианты его использования. Указывается принципиальное отличие предлагаемого затвора от широко известных затворов на основе насыщающегося поглотителя: возможность управления начальным пропусканием затвора внешним излучением в процессе его работы.

В заключении обобщены результаты и сформулированы основные выводы диссертационной работы. Основные результаты:

1. Впервые проведены исследования температурной зависимости теплопроводности кристаллов КУБ и КУР:УЬ3+ в температурном диапазоне от 50 до 300 К.

ф з;

I

то

О >

с о о. с

100 80 60 40 20 0

плотность, эн. возб. - 0,5 Дж/смг

1—ь

2 4 6 8 10 12 14 16 18

плотность эн. зонд., мДж/см2

2. Впервые проведены исследования спектрально-кинетических характеристик кристалла МУР:УЬ~": зарегистрирован спектр поглощения образца при комнатной температуре, определено радиационное время жизни ^зд состояния 4£ конфигурации ионов УЬ3+ в образцах кристалла ИУБ, составившее 2,13±0,06мс, рассчитаны спектральные зависимости сечения поглощения и сечения вынужденного излучения (с использованием интегрального метода соответствия).

3. Впервые на кристалле КУР:УЬ3+ получена перестраиваемая непрерывная лазерная генерация в диапазоне от 1005 до 1060 нм при непрерывной диодной накачке. Получены зависимости выходной мощности лазерной генерации от мощности накачки при различных коэффициентах пропускания выходного зеркала.

4. Проведены исследования спектрально-кинетических характеристик серии кристаллов 1ЧУР:Се3+ (ССез+ - 0,01-0,05 ат. %) и КУР:Се3+,УЬ3' (ССсз+ -0,03 ат. %, Суьз+ - 0,01+0,16 ат. %): зарегистрированы спектры поглощения и люминесценции образцов, определено радиационное время жизни 5с1 состояния ионов Се3+, рассчитаны спектральные зависимости сечения поглощения и вынужденного излучения. Установлено, что под действием интенсивного излучения возбуждения в кристалле ЫУР:Се3+ происходит образование ЦО. Полоса поглощения ЦО в этом случае простирается от 330 до 520 нм с максимумом, локализованном в области 390 - 430 нм.

5. Впервые проведены исследования кристаллов КУР:Се3",УЬ3+ (ССез+ -0,03 ат. %, Суьз+ — 0,01-5-0,16 ат. %) при интенсивном УФ возбуждении методом «возбуждение-зондирование». Показано, что добавление ионов УЬ3+ приводит к значительному подавлению процессов образования ЦО, что проявляется в трансформации и уменьшении интенсивности спектра поглощения долгоживущих ЦО. Также впервые показано, что в области полосы 5<г/-4/ люминесценции ионов Се3+ в кристалле КУР:Се3+,УЬ3* под действием интенсивного излучения накачки имеется полоса наведенного поглощения,

обусловленная поглощением из возбужденного 5d состояния, которая препятствует получению УФ лазерной генерации на кристалле NYF:Ce3+,Yb3+.

6. Предложено использовать наведенное под действием интенсивного излучения накачки поглощение в кристалле NYF:Ce3+,Yb3+ в УФ области спектра при определенном соотношении концентраций Се3+ и УЬ3+ для создания устройства - оптического затвора для УФ, характеристиками которого можно управлять внешним оптическим излучением.

Основные выводы:

1. Кристалл Nao.4Y(uF2.2, активированный ионами Yb3+, перспективен для использования в качестве активной среды перестраиваемого лазера ближнего ИК диапазона.

2. Получению УФ лазерной генерации на Sd-Af переходах ионов Се3+ в кристаллах Nao.4Y0.6F2.2:Ce3+ препятствует поглощение из возбужденного 5d состояния ионов Се3+.

3. Кристалл Nao,4Yo.6F2.2:Ce3+,Yb3+ перспективен для использования в качестве лазерного затвора для УФ области, характеристиками которого можно управлять внешним оптическим излучением.

Список цитируемых работ

1. Шукшин, В.Е. Спектроскопические и генерационные свойства разупорядоченных кристаллов, активированных ионами Yb3+ [Текст] / В.Е. Шукшин// Труды института общей физики им. Прохорова РАН. - 2008. - Т.64. -С.3-48.

2. Dubinskii, М.А. Ce3+-doped colquiriite a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser [Text] / M.A. Dubinskii, V.V. Semashko, A.K. Naumov, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva// J.Mod.Opt. -1993. - V.40,№1. - P.l-5.

3. Nicolas, S. 4f2 to 4f5d excited state absorption in Pr3+-doped crystals [Text] / S. Nicolas, E. Descroix, Y. Guyot, M.-F. Joubert, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva, A.K. Naumov, V.V. Semashko // Optical Materials. - 2001. - V.16. -P.223-242.

4. Приоритетные направления развития науки, технологий и техники Российской Федерации: Утв. Президентом РФ 21 мая 2006 г., Пр-843.) [Электронный ресурс] Режим ' доступа: http://www.extech.ru/library/spravo/razv_sci.php, свободный.

5. Федоров, П.П. Системы из фторидов щелочных и редкоземельных элементов [Текст] / П.П. Федоров // Журнал неорганической химии. - 1999. -Т.44, №11. - С.1792-1818.

6. Шапочкин, Г.М. Спектроскопия фторидных кристаллов и нанокерамик, активированных церием, с применением синхротронного излучения [Текст] : автореферат дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.05 / Шапочкин Григорий Михайлович. - М., 2009.

7. Каримов, Д.Н. Рост и спектрально-люминесцентные свойства монокристаллов Nao.4( Y,R)o.6F2.2 (R - редкоземельные ионы) в коротковолновом диапазоне длин волн [Текст]: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.10 / Каримов Денис Нуриманович. - М., 2002. - 147 с.

8. Ясюкевич, A.C. Интегральный метод соответствия в спектроскопии лазерных кристаллов с примесными центрами [Текст] / A.C. Ясюкевич, В.Г. Щербицкий, В.Э. Кисель, A.B. Мандрик, Н.В. Кулешов // Журнал прикладной спектроскопии. - 2004. - Т.44, №2. - С. 187-192.

9. Pujol, М.С. Growth, optical characterization, and laser operation of a stoichiometric crystal KYb(W04)2 [Text] / M.C. Pujol, M.A. Bursukova, F. Guell, X. Mateus, R. Sole, J. Gavalda, M. Auguilo, J. Massons, F. Diaz, P. Klopp, U. Griebner, V. Petrov //Phys. Rev. B. - 2002. - V.65, №16 - P.165121-1-165161-11.

10. Yasukevich, A.S. Modeling the cw lasing regimes for diode-pumped solid state lasers [Text] / A.S. Yasukevich, A.V. Mandrik, A.E. Troshin, N.V. Kuleshov // Journal of Applied Spectroscopy. - 2007. - V.74, №1. - P.60-66.

Список опубликованных работ по теме диссертации

А.1 Попов, П.А. Теплопроводность кристаллов флюоритоподобных фаз в системах MF-RF3, где M=Li, Na, К; R=P33 [Текст] / IIA. Попов, П.П. Федоров,

В.В. Семашко, C.J1. Кораблева, М.А. Марксов, ЕЛО. Гордеев, В.М. Рейтеров, В.В. Осико // Доклады академии наук. - 2009. - Т.426, №1. - С.1-4.

А.2 Ясюкевич, А.С. Спектрально-кинетические характеристики кристаллов Yb3+:Na4Y6F22 и Yb3+:LiLuF4 [Текст] / А.С. Ясюкевич, А.В. Мандрик, Н.В. Кулешов, Е.10. Гордеев, С.Л. Кораблева, А.К. Наумов, В.В. Семашко, П.А. Попов //Журнал прикладной спектроскопии. - 2007. - Т.74, №6. - С.761-766.

А.З Yasukevich, A.S. Growth, thermalphysic and spectroscopic characterization of Yb3+:Na4Y6F22 and Yb3+:LiLuF4 laser crystals [Text] / A.S. Yasukevich, A.V. Mandrik, N.V. Kuleshov, E.Yu. Gordeev, S.L. Korableva, A.K. Naumov, V.V. Semashko, P.A. Popov // In book of abs. ICONO-LAT. - 2007. -P.L01-30.

A.4 Yasukevich, A.S. Continuous wave diode pumped Yb:LLF and Yb:NYF lasers [Text] / A.S. Yasukevich, V.E. Kisel, S.V. Kurilchik, S.V. Grigoriev, N.V. Kuleshov, E.Yu. Gordeev, S.L. Korableva, A.K. Naumov, V.V. Semashko // Optics communications. - 2009. - V.282. - P.4404-4407.

A.5 Naumov, A.K. Spectral-kinetic and photochemical properties of Ce3+: Na4YeF22 single crystals [Text] / A.K. Naumov, V.V. Semashko, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva, A.S. Nizamutdinov, E.Yu. Gordeev // Proc. of SP1E. - 2004. -V.5402. - P .430-436.

A.6 Naumov, A.K. Spectral-kinetic and photochemical properties of Ce3+:Na4Y6F22 single crystals [Text]/ A.K. Naumov, V.V. Semashko, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva, A.S. Nizamutdinov, E.Yu. Gordeev// In book of abs XII Feofilov symposium. - 2004. - P. 114.

A.7 Гордеев, Е.Ю. Выращивание кристаллов Na4Me6F22:Ce3+,Yb3+ (Me=Y,Lu) - перспективных материалов квантовой электроники и их лазерно-спектроскопические свойства [Текст] / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, С.Л. Кораблева // Сборник статей X международной научной молодежной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». - 2006. - С.99-102.

А.8 Гордеев, Е.Ю. Спектрально-кинетические и оптические активные свойства кристаллов Na4Y(,F 22 :Ce3+,Yb3+ [Текст] / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов,

B.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, C.JI. Кораблева, A.C. Низамутдинов// Сборник статей VIH международной научной молодежной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». - 2004. - С.370-376.

А.9 Gordeev, E.Yu. Pump-probe experiments on Ce3+:Na4Y6F22 crystals co-doped by Yb3+ ions [Text] / E.Yu. Gordeev, A.K. Naumov, V.V. Semashko, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva // In book of abs XIII Feofilov symposium. - 2007. -P.42.

A. 10 Гордеев, Е.Ю. Исследование оптических свойств кристалла Na4Y6F22, активированного ионами Се3+, Yb:>+ при интенсивной лазерной накачке [Текст] / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, C.JI. Кораблева И Физика твердого тела. - 2008. - Т.50, №8. - С. 1420-1423.

А. 11 Целищев, Д.И. Исследование поглощения активаторных. ионов по поперечному сечению в образце кристалла в условиях интенсивных световых полей [Текст] / Д.И. Целищев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров,

C.JI. Кораблева, Е.Ю. Гордеев, А.Н. Юнусова // Сборник статей XI международной научной молодежной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». - 2007. - С.221-226.

А.12 Гордеев, Е.Ю. Исследование фотохимической устойчивости к УФ излучению накачки кристаллов Na4Y6F22:Cc3\ Re3+ (Eu3+, Gd3+, Tm3+) [Текст] / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов, JI.A. Нуртдинова, Р.Ю. Абдулсабиров, С.Л. Кораблева, A.C. Низамутдинов, В.В. Семашко // Тезисы докладов VI Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов НОЦ КГУ «Материалы и технологии XXI века». - 2006. - С.34.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства Казанского университета Тираж 100. Заказ 40/9

420008, г.Казань, ул. Профессора Нужина, 1/37 тел.: (843) 233-73-59, 292-65-60

Введение.

ГЛАВА 1. Некоторые кристаллохимические и физические свойства кристалла NYF (Литературный обзор).

1.1. Кристаллохимические свойства кристалла N YF.

1.1.1. Фазовая диаграмма системы NaF - YF3.

1.1.2. Структурные особенности кристалла NYF.

1.2. Физические свойства кристалла NYF.

ГЛАВА 2. Экспериментальная техника.

2.1. Кристаллизационная установка.

2.1.1. Описание особенностей конструкции кристаллизационной установки.

2.1.2. Характеристики созданной кристаллизационной установки.

2.1.3. Особенности конструкции тиглей для выращивания кристаллов.

2.2. Техника эксперимента для проведения спектроскопических исследований.

2.2.1. Спектрометр на базе монохроматора МДР-23.

2.2.2. Спектрометр с оптическим многоканальным анализатором.

2.2.3. Установка для исследования кинетики люминесценции.

2.3. Техника эксперимента для проведения лазерно-спектроскопических исследований.

2.3.1. Установка для проведения исследований центров окраски, индуцированных УФ излучением.

2.3.2. Установка для исследований усилительных свойств образцов кристаллов при интенсивном УФ возбуждении.

ГЛАВА 3. Исследование качества выращенных образцов и их теплофизических свойств 41 3.1. Контроль качества выращен ных кристаллов.

3.1.1. Контроль оптического качества кристаллов в поляризованном свете.

3.1.2. Контроль качества кристаллов лазерно-спектроскопическим методом.

3.1.3. Исследование температурной зависимости теплопроводности выращенных образцов.

ГЛАВА 4. Исследование спектрально-кинетических и лазерных характеристик кристалла NYF, активированного ионами Yb3+.

4.1. Спектроскопические характеристики кристалла NYF:Yb

4.2. Лазерные характеристики кристалла NYF:Yb3+.

ГЛАВА 5. Исследования спектрально-кинетических характеристик кристаллов NYF:Ce3+ и NYF:Ce3+,Yb3+.

5.1. Исследование спектрально-кинетических характеристик ионов Се3+ в кристалле NYF

5.1.1. Спектры поглощения образцов кристалла NYF: Се

5.1.2. Спектры люминесценции образцов кристалла NYF:Ce3+.

5.1.3. Исследование кинетики затухания люминесценции ионов Се3+ в кристалле NYF:Ce3+.

5.2. Модель образования центров окраски в Се-активированных кристаллах под действием интенсивного УФ излучения.

5.3. Исследование спектров поглощения центров окраски в кристалле NYF:Ce3+,Yb3+, индуцированных УФ излучением.

5.4. Расчет спектральной зависимости коэффициента усиления малого сигнала кристалла NYF:Ce3+,Yb3+ в УФ области спектра.

5.5. Исследования усилительных свойств кристаллов NYF:Ce3+,Yb3+ методом «возбуждение-зондирование».

5.6. О возможности применения кристалла NYF:Ce3+,Yb3+ в качестве оптического затвора, управляемого оптическим излучением.

Со времени создания первого лазера на рубине в 1960 году квантовая электроника бурно развивается. За это время было создано большое количество лазеров, в которых используются активные среды, находящиеся в различных агрегатных состояниях вещества: твердое тело (активированные кристаллы, полупроводники), жидкость (органические вещества, растворы красителей), газ (чистые газы и газовые смеси), плазма (ионизованные газы, свободные электроны). Несмотря на это многообразие, лазеры, в которых в качестве активных элементов используется твердое тело — активированные кристаллы, остаются весьма популярными. Это связано, в первую очередь, с высоким удельным съёмом энергии с активных сред на основе кристаллов и простотой реализации лазерных генераторов на их основе при высокой монохроматичности генерируемого излучения. Кроме того, компактность и возможность получения перестраиваемого по длинам волн излучения лазеров на твердом теле делают их незаменимыми в широком кругу проблем, где требуется лазерное излучение с заданной длиной волны. Поэтому актуальным является поиск новых кристаллических активных сред для твердотельных лазеров, особенно таких, на которых возможно получение лазерного излучения с длинами волн, на которых ранее лазерная генерация не была реализована.

Одной из последних тенденций развития твердотельной квантовой электроники является поиск кристаллических активных сред с разупорядоченной структурой, в которых спектры поглощения и люминесценции активаторных ионов неоднородно уширены [1]. Такая спектроскопическая ситуация способствует получению на них перестраиваемого по частоте излучения и возможности усиления импульсов ультракороткой длительности. Кроме того, уширение полос поглощения кристаллических сред с разупорядоченной структурой способствует большей стабильности выходных характеристик лазеров с диодной накачкой на активных элементах, выполненных на их основе. Так, характеристики лазеров на активных элементах, изготовленных из монокристаллов, которые имеют узкие линии поглощения, сильно зависят от дрейфа длины волны современных источников накачки - диодных лазеров [1]. Кроме того, кристаллы с разупорядоченной структурой в сравнении со стеклами, в которых спектры активаторных ионов также неоднородно уширены, имеют большую теплопроводность. Из сказанного следует, что поиск решений для задач этого направления перспективно вести среди кристаллов с разупорядоченной структурой.

Еще одним направлением развития квантовой электроники является поиск активных сред для лазеров УФ и ВУФ спектральных диапазонов. Это связано с потребностями фотохимии, биологии, медицины, получением сверхчистых веществ и т.п., так как энергии фотоионизации и фотодиссоциации многих химических соединений соответствуют энергиям квантов излучения УФ и ВУФ диапазонов.

Свойства материалов, активированных ионами примесей, в частности оптические (лазерные), в значительной степени зависят как от исходных свойств материалов (кристаллов), так и от свойств ионов примесей, которые, будучи введены в материал даже в малых количествах, могут сильно изменить свойства этих материалов. Так, при переходе от одного кристалла к другому изменяются положение максимумов по длинам волн и величина уширения спектральных линий активаторных ионов. Введенные в кристалл активаторные ионы изменяют физические свойства самих кристаллов. Например, изменение термооптических свойств может быть весьма полезным для лазерных устройств. При малых термооптических искажениях активных элементов при воздействии на них большой мощности излучения накачки упрощаются оптические схемы лазерных систем, разрабатываемых на их основе, при сохранении высокого качества и когерентности генерируемого излучения.

Прогресс в развитии твердотельной квантовой электроники УФ и ВУФ диапазонов спектра во многом обязан применению в качестве матриц-основ для активных элементов лазеров фторидных кристаллов, имеющих широкую запрещенную зону (-10 эВ), а в качестве ионов-активаторов — ионов РЗЭ. В настоящее время на лазерах с активными элементами на основе фторидных кристаллов, активированных ионами РЗЭ - Се3+ и Nd3+, осуществлена лазерная генерация в УФ и ВУФ диапазонах спектра с получением практически значимых выходных характеристик [2, 3].

Здесь следует отметить, что для освоения УФ и ВУФ диапазонов спектра наряду с поиском новых материалов для активных сред лазеров не менее важным является создание базы пассивных элементов оптики: зеркал, призм, линз, фазовых элементов, затворов и т.п. К материалам этих элементов для УФ и ВУФ диапазона предъявляются жесткие требования по их устойчивости к воздействию интенсивного УФ и ВУФ излучения, причем важна устойчивость материалов к фотохимическим превращениям и к оптическому пробою. Удовлетворить этим требованиям могут далеко не все материалы, которые используются традиционно в квантовой электронике ИК и видимого диапазона спектра, например, стекла и кристаллический кварц. Поэтому совместно с поиском активных элементов для УФ и ВУФ лазеров должен осуществляться также поиск материалов для пассивных оптических элементов. Наиболее подходящими материалами для этих целей, как показала практика, являются фторидные кристаллы, поэтому такие материалы следует искать среди них.

Актуальность работы. Из всего вышесказанного следует, что поиск новых материалов квантовой электроники для активных сред твердотельных лазеров вообще и для УФ и ВУФ областей спектра в особенности является актуальной задачей. При этом поиск таких материалов предпочтительно вести среди фторидных кристаллов с разупорядоченной структурой, активированных ионами РЗЭ, которые представляются перспективными материалами современной квантовой электроники. Поэтому объектом исследований диссертационной работы был выбран фторидный кристалл Na0>4Y0 6F2,2, активированный различными ионами РЗЭ.

Целью работы являлось исследование спектрально-кинетических и лазерных характеристик монокристаллов Na0;4Yo,6F2<2 с разупорядоченной структурой, активированных ионами Yb3+ и Се3+, для установления перспективности их применения в лазерах и лазерных устройствах ИК и УФ диапазонов спектра.

Задачи исследования:

1. Выращивание образцов кристалла NYF, активированных различными о ^ I ионами РЗЭ (Yb , Се ), высокого оптического качества.

2. Исследование теплофизических характеристик выращенных образцов (температурной зависимости теплопроводности).

3. Проведение исследований спектрально-кинетических и лазерных

5 I характеристик выращенных образцов кристалла NYF:Yb в инфракрасной области спектра.

4. Проведение исследований спектрально-кинетических характеристик

1 О I выращенных образцов кристалла NYF:Ce ,Yb в УФ области спектра в условиях интенсивного УФ излучения возбуждения.

Научная новизна работы обусловлена тем, что в ней впервые:

1) Измерена температурная зависимость теплопроводности кристаллов NYF и NYF:Yb3+ в диапазоне температур от 50 до 300 К;

2) Получена лазерная генерация в непрерывном режиме на кристалле л I

NYF:Yb , перестраиваемая в области от 1005 до 1060 нм;

3) Исследованы спектрально-люминесцентные характеристики

3+ кристалла NYF:Ce ,Yb в условиях воздействия интенсивного лазерного излучения, по результатам которых установлено, что в области полосы 5d-Af люминесценции ионов Се3+ в кристалле NYF:Ce3+,Yb3+ имеет место наведенное поглощение;

4) Предложено использовать наведенное УФ излучением накачки поглощение в кристалле NYF:Ce3+,Yb3+ в устройстве - оптическом затворе, который будет управляться внешним оптическим излучением.

Практическая значимость работы обусловлена тем, что в результате проведенных исследований:

7 I

• выявлена новая активная среда на основе кристалла NYF:Yb для перестраиваемого лазера ближнего ИК диапазона спектра с практически значимыми выходными характеристиками;

• предложено использовать кристалл NYF:Ce , Yb в качестве оптического затвора УФ области спектра, характеристиками которого можно управлять внешним оптическим излучением.

Личный вклад автора заключался:

- в обсуждении цели работы и постановке задач для ее решения;

- в проведении поиска и анализа литературы по теме диссертации;

- в разработке, создании и отладке кристаллизационной установки для выращивания кристаллов методом Бриджмена-Стокбаргера;

- в выращивании и подготовке для исследований образцов кристалла NYF, активированного ионами Yb3+ и Се3+;

- в планировании и проведении экспериментальных исследований спектрально-кинетических и лазерных характеристик кристаллов NYF, активированных ионами РЗЭ (Yb , Се ), а также в интерпретации полученных экспериментальных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Кристалл Na0j4Yoi6F2i2, активированный ионами Yb , может применяться в качестве активной среды перестраиваемого лазера ближнего ИК диапазона с диапазоном перестройки от 1005 до 1060 нм при непрерывной диодной накачке.

2. Поглощение из возбужденного 5d состояния ионов Се в области от 301 до 319 нм препятствует получению УФ лазерной генерации на 5d-4f переходах ионов Се в кристаллах Na0,4Y0,6F2,2:Ce .

3. Скорость восстановления пропускания кристалла Nao,4Y0i6F2>2:Ce3+ до исходного состояния при снятии возбуждения можно увеличить в десятки раз путем его соактивации ионами Yb3+.

4. При возбуждении кристалла Na0,4Yo,6F2,2:Ce3+,Yb3+ излучением, резонансным межконфигурационным переходам ионов Се3+, с плотностью энергии 0,5 Дж/см" существует пороговое значение плотности энергии излучения зондирования на 310 нм около 8 мДж/см2, при котором происходит просветление возбужденного кристалла Nao,4Y0,6F2,2:Ce3+,Yb3.

Апробация работы

Основные результаты настоящей работы содержатся в 8 статьях (в том числе 4 статьи в реферируемых журналах), опубликованных в российских и зарубежных журналах и сборниках, апробированы на 3 международных, 1 всероссийской и 1 региональной конференциях и симпозиумах. Общее число работ по теме диссертации, включая опубликованные тезисы докладов (перечень приведён в конце работы), составляет 12 публикаций.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.

Основные выводы работы:

1. Кристалл Nao,4Yo,6F2,2, активированный ионами Yb3+, перспективен для использования в качестве активной среды перестраиваемого лазера ближнего ИК диапазона.

Л I

2. Получению УФ лазерной генерации на 5d-4f переходах ионов Се в кристаллах Nao,4Yo,6F2,2:Ce препятствует поглощение из возбужденного 5d состояния ионов Се3+. о 1 *> I

3. Кристалл Nao,4Y0,6F2,2:Ce ,Yb перспективен для использования в качестве лазерного затвора для УФ области, характеристиками которого можно управлять внешним оптическим излучением.

В заключение хочу поблагодарить моего научного руководителя, старшего научного сотрудника Наумова Александра Кондратьевича, за предложенную интересную тему исследования, постоянное внимание и всестороннюю помощь, оказанную при выполнении работы.

Выражаю благодарность ведущему научному сотруднику

Абдулсабирову Равилю Юнусовичу и старшему научному сотруднику

Кораблевой Стелле Леонидовне за обучение, консультацию и помощь при создании кристаллизационной установки и проведении экспериментов по выращиванию образцов кристаллов для диссертационной работы.

Благодарю ведущего научного сотрудника Семашко Вадима Владимировича за участие в диссертационной работе и консультации при обсуждении полученных экспериментальных результатов.

Благодарю нашего зарубежного коллегу, научного сотрудника из Белорусского национального технического университета Ясюкевича А. С., за помощь в проведении лазерных исследований.

Благодарю своих коллег: м.н.с. Марисова М. А., н.с. Низамутдинова А. С. и инженера Нуртдинову Л. А., а также магистрантов Целищева Д. И. и Павлова В.В. за моральную поддержку и помощь при проведении экспериментов.

Отдельно благодарю доцента Юсупова Романа Валерьевича за ценные замечания при рецензировании работы. Также благодарю коллектив кафедры Квантовой электроники и радиоспектроскопии во главе с Тагировым Муратом Салиховичем за ценные замечания при обсуждении работы на семинаре.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

А.1 Целищев, Д.И. Исследование поглощения активаторных ионов по поперечному сечению в образце кристалла в условиях интенсивных световых полей / Д.И. Целищев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, C.JI. Кораблева, Е.Ю. Гордеев, А.Н. Юнусова // Сборник статей XI международной научной молодежной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». - 2007. - С.221-226.

А.2 Попов, П.А. Теплопроводность кристаллов флюоритоподобных фаз в системах MF-RF3, где M=Li, Na, К; R=P33 / П.А. Попов, П.П. Федоров, В.В. Семашко, C.JT. Кораблева, М.А. Марисов, Е.Ю. Гордеев,

B.М. Рейтеров, академик В.В. Осико // Доклады академии наук. - 2009. -Т.426, №1. - С. 1-4.

А.З Yasukevich, A.S. Growth, thermalphysic and spectroscopic characterization of Yb :Na4Y6F22 and Yb :LiLuF4 laser crystals / A.S. Yasukevich, A.V. Mandrik, N.V. Kuleshov, E.Yu. Gordeev, S.L. Korableva, A.K. Naumov, V.V. Semashko, P.A. Popov// in book of abs. ICONO/LAT 2007. - 2007. - p.L01-30.

A.4 Ясюкевич, A.C. Спектрально-кинетические характеристики о » кристаллов

Yb :Na4Y6F T) и Yb :LiLuF4 / A.C. Ясюкевич, A.B. Мандрик, H. В. Кулешов, Е.Ю. Гордеев, C.JT. Кораблева, A.K. Наумов, В.В. Семашко, П.А. Попов // Журнал прикладной спектроскопии. - 2007. - Т.74, №6.

C.761-766.

А.5 Yasukevich, A.S. Continuous wave diode pumped Yb:LLF and Yb:NYF lasers / A.S. Yasukevich, V.E. Kisel, S.V. Kurilchik, S.V. Grigoriev, N.V. Kuleshov, E.Yu. Gordeev, S.L. Korableva, A.K. Naumov, V.V. Semashko // Optics communications. - 2009. - V.282. - P.4404-4407.

A.6 Гордеев, Е.Ю. Спектрально-кинетические и оптические активные свойства кристаллов Na4Y6F

22

CeJr,YbJT / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, C.JI. Кораблева, А.С. Низамутдинов//

Сборник статей VIII межд. науч. молод, школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». - 2004. - С.370-376.

А.7 Naumov, А.К. Spectral-kinetic and photochemical properties of Ce3+:Na4Y6F single crystals / A.K. Naumov, V.V. Semashko, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva, A.S. Nizamutdinov, E.Yu. Gordeev // Proc. Of SPIE. - 2004. - V. 5402. - P. 430-436.

A.8 Naumov, A.K. Spectral-kinetic and photochemical properties of Ce3+:Na4Y6F single crystals / A.K. Naumov, V.V. Semashko, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva, A.S. Nizamutdinov, E.Yu. Gordeev// In book of abs XII Feofilov symposium. - 2004. - p.l 14.

A.9 Гордеев, Е.Ю. Исследование фотохимической устойчивости к УФ излучению накачки кристаллов Na4Y6F22:Ce3+, Re3+ (Eu3+, Gd3+, Tm3+) / Е.Ю. Гордеев, A.K. Наумов, JI.A. Нуртдинова, Р.Ю. Абдулсабиров, C.JI. Кораблева, А.С. Низамутдинов, В.В. Семашко // Тезисы докладов VI науч. конф. молод, уч., асп. и студ. НОЦ КГУ «Материалы и технологии XXI века». - 2006. - с.34.

АЛО Gordeev, E.Yu. Pump-probe experiments on

Ce3+:Na4Y6F

22 crystals

О I co-doped by Yb ions / E.Yu. Gordeev, A.K. Naumov, V.V. Semashko, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva // In book of abs XIII Feofilov symposium. - 2007. -p.42.

A. 11 Гордеев, Е.Ю. Выращивание кристаллов Na4Me6F in

Ce3+,Yb3+

Me=Y,Lu) - перспективных материалов квантовой электроники и их лазерно-спектроскопические свойства / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, C.JI. Кораблева // Сб. стат. X межд. науч. мол. школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». - 2006. -С.99-102.

А. 12 Гордеев, Е.Ю. Исследование оптических свойств кристалла Na4Y6FF22, активированного ионами Се , Yb при интенсивной лазерной накачке / Е.Ю. Гордеев, А.К. Наумов, В.В. Семашко, Р.Ю. Абдулсабиров, С.Л. Кораблева // ФТТ. - 2008. - Т.50, №8. - С. 1420-1423.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящего диссертационного исследования демонстрируют перспективность использования кристалла NYF, активированного ионами Yb3+ и Се3+, в качестве нового материала квантовой электроники: в ближней ИК области как активной среды перестраиваемого непрерывного лазера, в УФ области - в качестве оптически управляемого затвора.

1. Шукшин, В.Е. Спектроскопические и генерационные свойства разупорядоченных кристаллов, активированных ионами Yb3+ / В.Е. Шукшин// Труды института общей физики им Прохорова РАН. 2008. — Т.64. - С.3-48.

2. Ясюкевич, A.C. Интегральный метод соответствия в спектроскопии лазерных кристаллов с примесными центрами / А.С. Ясюкевич, В.Г. Щербицкий, В.Э. Кисель, А.В. Мандрик, Н.В. Кулешов // Журнал прикладной спектроскопии. 2004. - Т.44, №2. - С. 187-192.

3. Богданов, Ю.В. Расчет основной моды резонатора с протяженной тепловой линзой / Ю.В. Богданов, А.А. Папченко, В.Н. Сорокин // Квантовая электроника. 1994 - Т.21, №11. - С. 1041-1048.

4. Kaminskii, А.А. Modern developments in the physics of crystalline laser materials / A.A. Kaminskii // Phys. stat. sol. (a). 2003. - V.200, №2. - P.215-296.

5. Справочник по лазерам / Под ред. A.M. Прохорова// M.: Советское радио 1978. - В 2-х томах. T.I. - 504 с.

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

7. Крюков, П.Г. Фемтосекундные импульсы. Введение в новую область лазерной физики / П.Г. Крюков // М.:Физматлит 2008. - 208 с.

8. Шапочкин, Г.М. Спектроскопия фторидных кристаллов и нанокерамик, активированных церием, с применением синхротронного излучения: автореферат дис. . канд. физ.-мат. наук : 01.04.05 / Шапочкин Григорий Михайлович. М., 2009.

9. Каримов, Д.Н. Рост и спектрально-люминесцентные свойства монокристаллов Na0,4(Y,R)0,6F2,2 (R редкоземельные ионы) в коротковолновом диапазоне длин волн: дис. . канд. физ.-мат. наук : 01.04.10 / Каримов Денис Нуриманович. - М., 2002. - 147 с.

10. Федоров, П.П. Системы из фторидов щелочных и редкоземельных элементов / П.П. Федоров // Журнал неорганической химии. 1999. - Т.44, №11.- С.1792-1818.

11. Соболев, Б.П. Многокомпонентные монокристаллические фторидные материалы (синтез, структура, свойства) / Б.П. Соболев //VII Всесоюз. конф. по росту кристаллов. Расш. тез. М., 1988. - T.III. - С. 158.

12. Blistanov, A. A. Peculiarities of the growth of disordered Na, R-fluorite (R = Y, Ce-Lu) single crystals / A.A. Blistanov, S.P. Chernov, D.N. Karimov, T.V. Ouvarova // Journal of Crystal Growth. 2002. - №237-239. - P.899-903.1. Л I

13. Collombet, A. Spectroscopie de cristaux dopes par Г ion Nd et etude de leurs potentiali^s pour la realization de sources laser a solide UV accordables: th6se du diplome de doctorat / Annabelle Collombet. Lyon 1, 2003 - 135 p.

14. Соболев, Б.П. Рост кристаллов / Б.П. Соболев // М.:Наука — Т. 18. — 1990.-С.233.

15. Соболев, Б.П. Химия монокристаллических фторидных материалов переменного состава в системах MFm-RFn/ Б.П. Соболев // Ж. Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева. 1991. - Т.36, №6. - С.726-752.

16. Pontonnier, L. An approach to the local arrangement of the fluorine atoms in the anionicconductors with the fluorite structure Nao,5.xRo,5+xF2+2x/ L. Pontonnier, G. Patrat, G. Leonard // Solid State Ionics. 1983. - V.9-10, №1. -P.549-554.

17. Журова, E.A. Особенности дефектной структуры кристаллов Na0,39Yo,6iF2,22 / E.A. Журова, Б.А. Максимов, С. Хал, С.С. Вильсон, Б.П. Соболев, В.И. Симонов // Кристаллография. 1997. - Т.42, №2. - С.277-282.

18. Тошматов, А.Д. ЯМР 19F и ионная подвижность в твердых растворах NaT.xRxFn.2x / А.Д. Тошматов, Ф.Л. Аухадиев, Д.Н. Терпиловский, В.А. Дудкин, C.JT. Кораблева, Л.Д. Ливанова / Физика твердого тела. 1990. -Т.32, №9. - С.2563-2569.

19. Сорокин, Н.И. Анионная проводимость монокристаллов Nao.5-x(R, R*)o.5+xF2+2x (R, R*=P33) с дефектной структурой типа флюорита / Н.И. Сорокин, А.А. Быстрова, Е.А. Кривандина, П.П. Федоров, Б.П. Соболев // Кристаллография. 1999. - Т.44, №1. - С. 128-132.

20. Мурадян, Л. А. Атомное строение нестехиометрических фаз флюоритового типа / Л.А. Мурадян, Б.А. Максимов, В.И. Симонов // Координационная химия. 1986. - Т. 12, №10. - С. 1398-1403.

21. Сорокин, Н.И. Анионная проводимость монокристаллов Nao.s-xRo.5+xF2+2x (R=Dy-Lu, Y; х=0,1) со структурой типа флюорита / Н.И. Сорокин, А.К. Иванов-Шиц, Л.Л. Вистинь, Б.П. Соболев // Кристаллография. 1992. -Т.37, №2. - С.421-426.

22. Казанский, С.А. Исследование кластеров из редкоземельных ионов и иттрия в кристаллах типа флюорита методом оптически детектируемого ЭПР// Спектроскопия кристаллов. Л.:Наука, 1989. - С. 110-126.

23. Chou, Н. CW tunable laser emission of Nd3+:Nao.4Ro.6Y2.2 / H. Chou , P. Alberts, A. Cassanho, H.P. Jenssen // Springer Series in Optical Sciences. 1986. - V.52, №2. - P.322-327.

24. Багдасаров, X.C. Оптический квантовый генератор на основе кубических кристаллов 5NaF-9YF3 Nd3+ / X.C. Багдасаров, А.А. Каминский, Б.П. Соболев // Кристаллография. - 1968. - Т. 13, №5. - С.900-901.

25. Huang, М. Synthesis of Yb /Ег co-dopants sodium yttrium fluoride up-conversion fluorescence materials / M. Huang, F. Meng // Luminescence. 2005. - V.20. - P.276-278.

26. Заморянская, М.В. Исследование состава и катодолюминесценции кристаллов некоторых двойных фторидов, активированных редкоземельными ионами / М.В. Заморянская, М.А. Петров, Т.С. Семенова // Неорганические материалы. 1998. - Т.34, №6. - С.752-757.

27. Иванова, С.Э. Спектроскопическое исследование активированных неодимом кристаллов двойного фторида натрия-иттрия №0^0^2,2 Nd3+ /

28. С.Э. Иванова, A.M. Ткачук, М.Ф. Жубер, Я. Гийо, С. Ги //Оптика и спектроскопия. 2000. - Т.89, №4. С.587-600.

29. Garandet, J.P. Bridgman growth: modeling and experiments/ J.P. Garandet, T. Alboussiere // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materiels. 1999. -V.38. - P.73-132.

30. Burkhalter, R. Growing of bulk crystals and structuring waveguides of fluoride materials for laser applications/ R. Burkhalter, I. Dohnke, J. Hulliger // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materiels. 2001. -V.42. -P.1-64.

31. Дубинский, M.A. Поглощение из возбужденных состояний примесных ионов а активированных диэлектрических кристаллах: дис: . канд. физ.-мат. наук: 01.04.05/ Дубинский Марк Абрамович. Казань., 1985. - 177 с.

32. Меланхолии, Н.М. Методы исследования оптических свойств кристаллов/ Н.М. Меланхолии // М:Наука, 1970. 156 с.

33. Целищев, Д.И. Методы контроля оптического качества кристаллов: бакалаврская диссертация: напр. 511500 / Д.И. Целищев. Казань, 2008. -27 с.

34. Sirota, N.N. The Thermal Conductivity of Monocrystalline Gallium Garnets Doped with Rare-Earth Elements and Chromium in the Range 6-300 К / N.N. Sirota, P.A. Popv, I.A. Ivanov. // Res.Technol. 1992. - V.27, №4 - P.535-543.

35. Lucca, A. High-power tunable diode-pumped Yb3+:CaF2 laser / A. Lucca, M. Jacquemet, F. Druon, F. Balembois, P. Georges, P. Camy, J.L. Doualan, R. Moncorge // Optics Letters. 2004. - V.29, № 16. - P. 1879-1881.

36. Coluccelli, N. Room-temperature diode-pumped Yb3+-doped LiYF4 and KYF4 lasers / N. Coluccelli, G. Galzerano, L. Bonelli, A. Toncelli, A. Di Lieto, M. Tonelli, P. Laporta // Appl. Phys. В 2008. - V.92. - P.519-523.

37. Galzerano, G. Single-frequency diode-pumped Yb:KYF4 laser around 1030 nm / G. Galzerano, P. Laporta, L. Bonelli, A. Toncelli, M. Tonelli // Optics Express. 2007. - V. 15, №6. - P.3257-3264.

38. De Loach, L.D. Evaluation of absorption and emission properties of Yb3+ doped crystals for laser applications / L.D. De Loach, S.A. Payne, L.L. Chase, L.K. Smith, W.L. Kway, W.F. Krupke // IEEE J. Quantum Electron. 1993. - V.29. -P.l 179-1191.

39. Каминский, А.А. Лазерные кристаллы / А.А. Каминский // М.: Наука.- 1975.-256 с.

40. Dieke, G.H. The spectra of the doubly and triply ionized rare earths / G.H. Dieke, H.M. Crosswhite/ / Appl.Opt. 1963. - V.2, №7. - P.675-686.

41. Звелто, О. Принципы лазеров / О. Звелто //Пер. под науч. ред. Т.А. Шмаонова. 4-е изд. СПб.: Издательство «Лань» - 2008. - С. 720.

42. Sumida, D.S. Effect of Radiation Trapping on Fluorescence Lifetime and Emission Cross Section Measurements in Solid-State Laser Media / D.S. Sumida, T.Y. Fan// Opt. Lett. 1994. - V.19, №17. - P. 1343-1345.

43. Peterman, K. Highly Yb-doped oxides for thin-disc lasers / K. Petermann, D. Fagundes-Peters, J. Johannsen, M. Mond, V. Peters, J.J. Romero, S. Kutovoi, J. Speiser, A. Giesen//J. Cryst. Growth. 2005. -V.275. -P. 135-140.

44. Степанов, Б.И. Методы расчета оптических квантовых генераторов. I том / Б.И. Степанов // Минск: Наука и Техника 1966. - С.484.

45. Крюков, П.Г. Лазеры ультракоротких импульсов / Крюков П.Г. // Квантовая электроника. 2001. - Т.31, №2. - С.95-119.

46. Yasukevich, A.S. Modeling the cw lasing regimes for diode-pumped solid state lasers / A.S. Yasukevich, A.V. Mandrik, A.E. Troshin, N.V. Kuleshov // Journal of Applied Spectroscopy. 2007. - V.74, №1. - P.60-66.

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

48. Yang, К.Н. UV fluorescence of cerium-doped lutetium and lanthanum trifluorides, potential tunable coherent sources from 2760 to 3220 A / K.H. Yang, J.A. DeLuca // Appl.Phys.Lett. 1977. - V.31, №9. - P.594-596.

49. Ehrlich, DJ. Ultraviolet solid-state Ce:YLF laser at 325 nm / DJ. Ehrlich, P.F. Moulton, R.M. Osgood // Opt.Lett. 1979. - V.4, №6. - P. 184-186.

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

51. Ehrlich, D.J. Optically pumped Ce3+:LaF3 laser at 286 nm / D.J. Ehrlich, P.F. Moulton, R.M. Osgood Jr. // Opt.Lett. 1980. -V.5, №8. - P.339-341.

52. Dubinskii, M.A. Ce3+-doped colquiriite a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser / M.A. Dubinskii, V.V. Semashko, A.K. Naumov, R.Yu. Abdulsabirov, S.L. Korableva// J.Mod.Opt. 1993.- V.40, №1.-P.l-5.

53. Krupa, J.C. Electronic structure of f-element system in the UV and VUV energy range / J.C. Krupa, I. Gerard, A. Mayolet, P. Martin // Acta Physica Polonica A. 1993. - V.84, №5. - P.843-848.

54. Wegh, R.T. Spin-allowed and spin- forbidden 4f-4f15d transitions for heavy lanthanides in fluoride hosts / R.T. Wegh, A. Meijerink // Phys.Rev.B. -1999. V.60, №15. - P.l 0820-10830.

55. Старостин, H.B. Расчет состояний иона Ce3+ в кристаллах типа флюорита / Н.В. Старостин, П.Ф. Груздев, В.А. Ганин, Т.Е. Чеботарева // Оптика и спектроскопия. 1973. - Т.35, №3. - С.476-481.

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

57. Спектроскопия кристаллов / под ред. А.А. Каминского, 3.JI Моргенштерна, Д.Т Свиридова. М.: Наука, 1975. - 384 с.

58. Кинетическая лазерно-флюоресцентная спектроскопия лазерных кристаллов / под ред. A.M. Прохорова// Труды ИОФАН. М.: Наука, 1994. -Т.46.- 176 с.

59. Hamilton, D.S. Trivalent cerium doped crystals as tunable system. Two bad apples / D.S. Hamilton P. Hammerling, A.B. Budger, A. Pinto. // Tunable solid state lasers; eds. Berlin. - 1985. - P.80-90.

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

61. Тавшунский, Г.А. Радиационное окрашивание кристаллов LiYF4 / Г.А. Тавшунский, П.К. Хабибулаев, О.Т. Халиков, К.Б. Сейранян // ЖТФ. -1983. Т.53, №3. - С.803-805.

62. Lim, K.-S. UV-induced loss mechanisms in a Ce :YLiF4 laser / K.-S.Lim, D.C.Hamilton //J. of Lum. 1988.-V.40-41.-P.319-320.1. Л I

63. Lim, K.-S. Optical gain and loss studies in

64. Ce :YLiF4 Text. / K.-S.Lim, D.C. Hamilton // J. Opt. Soc. Am. B. 1989. - V.6, №7. - P.1401-1406.

65. Cashmore, J.S. Vacuum ultraviolet gain measurements in optically pumped LiYF4:Nd3+ / J.S. Cashmore, S.M. Hooker, C.E. Webb // Appl.Phys.B. -1997. V.64. — P.293-300.

66. Moncorge, R. Spectroscopy of broad-band UV-emitting materials based on trivalent rare-earth ions / R. Moncourge // New York-Basel (USA):Marcel Dekker Inc., 2002. P.337-370.

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

68. Никанович, М.В. Радиационные центры окраски в кристалле LiLuF4 / М.В. Никанович, А.П. Шкадаревич, Ю.С. Типенко, С.И. Никитин, Н.И. Силкин, Д.С. Умрейко // ФТТ. 1988. - Т.ЗО, №6. - С. 1861-1863.

69. Семашко, В.В. Спектроскопия и вынужденное излучение новых активных сред для твердотельного перестраиваемого лазера ультрафиолетового диапазона спектра: дис. . канд. физ.-мат. наук : 01.04.07 / Семашко Вадим Владимирович. Казань, 1993. — 189 с.

70. Laroche, М. Beneficial effect of Lu3+ and Yb3+ ions in UV laser materials / M. Laroche, S. Girard, R. Moncorge, M. Bettinelli, R. Abdulsabirov, V. Semashko// Optical Materials. -2003. -V.22. P. 147-154.

71. Kaschke, M. Rubrene, a saturable absorber for 308 nm / M. Kaschke, N.P. Ernsting, F.P. Schafer // Optics communications. 1988. - V.66, №4. -P.211-215.

72. Nishioka, H. UV saturable absorber for short-pulse KrF laser systems / H. Nishioka, H. Kuranishi, K. Ueda, H. Takuma // Optics Letters. 1989. -V.14, №13. - P.692-694.

73. Watanabe, M. Property of amplified spontaneous emission and saturable absorber for a terawatt XeCl laser system / M. Watanabe, A. Endoh, N. Sarukura, S. Watanabe // J. Appl. Phys. 1989. - V.65, №2. - P.428-432.

74. Dubinskii, M.A. Light-driven optical switch, based on excited-state absorption in activated dielectric crystals / Dubinskii M.A. // J. Mod. Opt. 1991.- V.38, №11. P.2323-2326.