Материал: Многоуровневые функциональные схемы кристаллических лазеров
f/fffvA 1 |
|
|
M - |
3+ |
3+ |
|
Рг' |
Nd' |
г л *
is |
TTTT # |
4 7 J |
|
||
49( |
4S( |
471 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
4(9 |
4 ff 4 (9 |
T%,+ |
|||
|
|
|
|
t |
4 ^ |
|
|
|
|
* |
+# |
/ff- |
|
|
|
m |
% |
|
|
i |
|
||
|
|
|
% |
(9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
\ |
|
|
|
|
% |
|
|
4
=4
3+ |
,3-*- |
TV |
*Г |
4
a&
\ |
T * * |
$ |
4J |
% |
|
|
’% |
Рис. 1.24. Лазерные межмультпплетные 4/ — 4/ переходы Ьп3+-ак- тиваторов в тетрагональных кристаллах LiRF* (R = Y, Ln) соструктурой шеелита
Обозначения те же, что и на рис. 1.21 и 1.22
сенсибилизаторов, и дезактиваторов [219]. Эти кристаллы являются удобными средами для получения генерации СИ по каскадным схемам [220]. У самоактивированного вольфрамата КЕг (W04)2 трехмпкронная генерация (канал Чи/г —>
—у 4/u/t) была получена при 300 К с относительно низким порогом возбуждения [221]. Исследования [222, 223] показали, что монокристаллы KGd(W04)2—Nd3+ способны при 300 К с использованием внутрирезонаторной схемы генерировать
вынужденное комбинационное |
рассеяние как |
при пикосекундных, |
так и |
при наносекундных импульсах |
СИ активатора |
(Яси = 1,0672 мкм и |
ЯВкр ~ |
т 1,180 мкм). Стоксов сдвиг —900 см-1 соответствует частоте высокочастотного колебания тетраэдрического комплекса \\Ю |_-матрицы. Возможность возбуж дения вынужденного комбинационного рассеяния KR(W04)a—Ln3+ расширяет спектральный состав лазерной генерации этих кристаллов. Из всех известных лаверных неорганических материалов монокристаллы KH(W04)2—Nd3+ обес
печивают самую высокую эффективность генерации СИ (4/»/« 4^>*/i) ПРИ ма_ лых энергиях накачки как при ламповом [224], так и при полупроводниковом! возбуждении [67].
НО'3+ Ef3+
-fI—fI- |
|
|
|
4 |
|
|
! |
! |
|
|
|
4ff J H ? S* |
|
|
|
|
$ |
|
||
| |
1 |
|
Т М |
|
||
UW |
|
: |
|
|||
|
|
12,If |
4*f |
|
||
1 1 |
|
1 ! 1 |
■ |
|
||
1 1 |
|
1 |
1 |
j |
|
|
1 |
! |
J |
i |
\ \ |
•Z |
% |
|
|
|
|
i t ? ' |
|
|
|
! |
|
H |
i - |
i |
|
|
|
! |
i |
f,fS |
||
1 4^ |
; |
wi |
J __l |
|||
t |
i |
|
| |
Л |
4 |
|
|
■ |
4/S/2 |
||||
|
|
|
||||
|
|
;.0 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
1.3.5. |
Лазерные 4 / — 4 / |
каналы 1л13+-актнваторов |
||||
|
|
в тригональных фторидах со структурой тнсонита |
||||
Первыми |
анизотропными |
фторидами, у которых было возбуждено СИ ионов |
||||
Ln3+, |
стали тригональные! |
(пространственная группа D*d — P3ci) кристаллы |
||||
LaF3—Рг3+ [120]. Впоследствии число лазерных матриц этого структурного типа с Ьп3*-активаторами увеличилось до трех (см. табл. 1.1). В настоящее вре мя Ьп3+-ионы в трифторидах LnF3 (Ln = La, Се, Рг) генерируют на волнах девяти 4/—4/ межмультиплетных переходов (рис. 1.27). Широкая полоса оптической прозрачности кристаллов LaF3 (см. табл. 1.13) позволила использовать их для получения УФ-генерации на 5d—4/ каналах ионов Се3+ (Аси « 0,286 мкм [117]) и (Яси ~ 0,172 мкм [58]). Лазерными являются тпсонитовые фторидные кристал лы и при 100%-ной концентрации Ьп3+-ионов (PrF3 [225]). Из всех известных лазерных одноцентровых анизотропных фторидов с Ьп3+-активаторами в спек троскопическом плане LnF3—Ln3+ являются наиболее изученными.
Вся история физики лазерных кристаллов свидетельствует о том, что ре зультаты широкого фундаментального поиска придавали большее ускорение ее развитию, чем обычные исследования, связанные с улучшением параметров генерации на том или ином переходе активаторного иона или характеристик их матриц-основ. Новые лазерные кристаллы, новые генерирующие активаторы, новые каналы и новые функциональные схемы возбуждения СИ — это залог дальнейшего прогресса в этой современной актуальной проблеме, а следователь но, и в дальнейшем развитии техники кристаллических лазеров.
Рассмотрение тенденций развития физики лазерных кристаллов указывает на то, что в ближайшие годы темпы исследований в области поиска новых ге-
£-Л7?й‘' |
Ni;3+ |
|
|
ноз+ |
|
|
|
|
|
Ег3+ |
|
Тт'з+ |
|||
\ |
Рг3+ |
Du',5+ |
|
|
1 1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т-!---------------------- |
|
|
|||||
//7- т т т*/1 9 / |
|
|
|
|
|
|
■и ----------------------- |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
\ 0 7 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
•4 |
|
|
|
г—f 4 |
1 |
1 1 |
|
Л 1---------- |
|
|
||||
|
|
|
|
I |
& |
|
|
4 ‘7 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
| |
! |
|
IТ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
' |
т # |
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
<да |
0 0 |
f |
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
я |
и |
1' |
|
|
||||
|
|
|
|
#Г/ |
I |
I |
v II |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
У! |
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
| |
|
|
||||||
|
|
Г Т ^ |
|
|
- Ч 1-^ |
1 |
|
|
|
1 |
Т ~ Г ? |
||||
|
|
|
|
i |
т |
! |
\ ! а |
1 И |
|||||||
|
|
1 И |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
V |
|||
|
I |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
I |
и |
|
1 |
|
& % |
|
<г^ |
|
|
|
S,9 |
|
0 9 0 |
\0с |
|
Ф1 |
. л |
||||
|
1 |
|
|
|
|
U J L L |
* |
|
|
||||||
|
|
|
1 |
|
4 |
*Т"4 |
|||||||||
|
M-t- |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
■■% |
|||||
|
Л |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
% |
1 |
|
|
|
|
0,99 |
097 |
0I |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
4 |
f |
1 |
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
,1. |
1 |
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
I |
||
|
|
I |
1 |
|
\ |
$ |
|
|
♦ |
|
- l |
--------4. |
|
4 |
|
|
4 |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
% |
|
|
|
f0 |
|
|
|
|
|
% |
|
|||
Рис. 1.25. Лазерные межмультиплетные 4/ — 4/ переходы Ьп3+-актпваторов в моноклинных фторидных кристаллах BaRaF8 (R = Y, Ln)
Обозначения те же, что и на рис. 1.21 и 1.22
£-лГл:и-1
£0 |
Ni's+ |
Н03+ |
Ег'3+ |
|
|
г I4 |
09 |
|
|
Р |
|
|
|
ч - |
f |
|
|
•z |
ч ¥ |
|
|
У„ |
|
||
|
% |
080 |
||
/0 |
% |
|
||
09 |
|
|
||
0,97 |
4 |
199 |
||
|
|
|||
/0/ |
" X " |
LU% |
||
|
||||
|
|
|
||
|
'4/Щ |
|
|
|
|
4 - % |
|
||
|
'4/Щ |
|
|
|
|
107 |
|
||
F- |
|
|
4 * |
|
Рис. 1.26. Лазерные можмультлплетные переходы Ln3+- активаторов в моноклинных щелочно-редкоземельных воль фраматах KR(W04)2 (R = Y,
Ln )
Обозначения те же, что ж на рис. 1.2i
14. |
Johnson L . |
F., |
van |
Uitert L . G., Rubin J . |
Thomas R. A . // Ibid. Vol. 133. P. 494. |
45. |
Handbook |
of |
lasers with selected data on |
optical technology / Ed. R. J. Pressley. Cle |
|
|
veland: CRC |
press, |
197-1. |
|
|
16.Geusic J . F ,, Marcos H. Л/., van Uitert L. G. // Appl. Phys. Lett. 1964. Vol. 4. P. 182.
17.Воронько Ю. К., Каминский А . А ,, Осико В . В,, Прохоров А . М . Ц Изв. АН СССР.
Неорган. материалы. 1966. Т. 2. С. 1161.
18. Багдасаров X. С,, Воронько 10. К ., Каминский А . А . и др. // Кристаллография. 1965..
Т. 10. С. 746.
19.Багдасаров X. С., Каминский А . А . // Письма в ЖЭТФ. 1969. Т. 9. С. 501.
20.Harmer А . L., Linz A ., Gabbe D . Л. // J. Phys. Chem. 1969. Vol. 30. Р. 1483.
21.Воронько Ю. Я., Каминский А . А ., Осико В. Л., Прохоров А. М. // Письма в ЖЭТФ.
1965. Т. 1. С. 5.
22.Robinson Л/., Devor D. Р . // Appl. Phys. Lett. 1967. Vol. 10. P. 167.
23. Johnson L. F., Guggenheim H . |
Thomas R . A. // Phys. Rev. 1966. Vol. 149. P. 179. |
24.Белокриницкий Я. G., Шпак M. Г. // Сб. докл. II семинара по спектроскопии и свой
ствам люминофоров, активированных редкими землями // Отв. ред. М. Е. Жаботинскип. М.: ИРЭ АН СССР, 1969. С. 45.
25.Вагин Ю. С., Марченко В . Л/., Прохоров А. Л/. // ЖЭТФ. 1968. Т. 55. С. 1717.
26.Johnson L . F., Remeika J. Р ,, Dillon J. F . // Phys. Lett. 1966. Vol. 21. P.37.
27.Johnson L. F., Ballman A. A. // J. Appl. Phys. 1969. Vol. 40. P. 297.
28. |
Каминский |
А. А .//П исьм а в ЖЭТФ. |
1968. |
T. 7. |
С. 260. |
29. |
Каминский |
А. А., Осико В . В , / / Изв. |
АН |
СССР. |
Неорган. материалы. 1965. Т. 1. |
С. 2049.
30.Каминский А. А ., Осико В. В . // Там же. 1967. Т. 3. С. 417.
31.Nassau К . // Appl. Solid State sci. 1971. Vol. 2. P. 173.
32.Handbook of laser sciences and technology / Ed. M. J. Weber. Boca Raton: CRC press, 1982. Vol. 1.
33.Johnson L. F., Guggenheim H . J . // Appl. Phys. Lett. 1972. Vol. 20. P. 474.
34.Каминский А. А ., Клевиов П. В /Ги У7., Павлюк A . A . If Квантовая электрон. 1971.
№ 4. С. ИЗ.
35. |
Kaminskii |
A. A ., Klevtson Р. V Li L., |
Pavlyuk A. A . //P h ys. status |
solidi А. |
1971.. |
||
36. |
Vol. |
5. Р. К79. |
J, Quant. Electron. 1974. Vol. 10. P. |
67. |
|||
Brandle C . D . , Vanderleden J . £. // IEEE |
|||||||
37. |
Kaminskii |
A. A ., Bagdasarov K h . £ ., Bogomolova G. A. et a l ./ / Phys. |
status solidi A. |
||||
38. |
1976. Vol. 34. P. K109. |
|
|
|
|||
Kaminskii A. A., Sobolev Я. P., Bagdasarov Kh. 5. et al. // Ibid. 1974. Vol. 26. P. K63- |
|||||||
39. |
Багдасаров X . C\, Каминский А. А ., |
Кеворков А. А/., Прохоров |
А. Л /./ / ДАН |
||||
40. |
СССР. 1974. Т. 218. С. 810. |
|
|
|
|||
Багдасаров X. С., Богомолова Г . А., Вылегжанин Д . Я. и др. // Там же. Т. 216. С. 1247. |
|||||||
41. |
IVefor Я . Р., |
Damen Т . G., Danielmeyer Н. G., Tojield В. С. //A ppl. Phys. Lett. |
1973- |
||||
|
Vol. |
22. |
P. |
534. |
|
|
|
42.Devor D . P., Soffer В . Я ., Robinson M . // Ibid. 1971. Vol. 18. P. 122.
43.Морозов А. Л/., Подколзина И . Г., Ткачук A . M . и др. // Оптика и спектроскопия.
1975. Т. 39. С. 605.
44. |
Антипенко Б . М . // Письма |
в ЖТФ. 1980. Т. 6. С. 968. |
|
1976. Т. 2. С. 787. |
45. |
Каминский А. А., Бутаева |
Т. Я ., Иванов А . О. и др. // Там же. |
||
46. |
Kaminskii A . A . Modeme Probleme der Laserkristall Physik. Dresden: Phys. Ges. DDR,. |
|||
47. |
1977. |
|
246. |
С. 63. |
Каминский А. А ., Петросян A. P. // ДАН СССР. 1979. T. |
||||
48. |
Walling У. С., Jenssen Я. Р ., |
Л /огт Д. £. et al. // Opt. Lett. |
1979.Vol. 4. P.182. |
|
49.Moulton P. Ц Opt. News. 1982. Vol. 8. P. 9.
50.Каминский A . A. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1981. T. 17. С. 185.
51. |
Каминский А. А .//Д А Н |
СССР. 1983. Т. 271. С. 1357. |
52. |
Kaminskii А . А . И Phys. |
status solidi А. 1986. Vol. 97. Р, К 53. |
53.Jenssen If. Р., Castleberry D G a b b e D L i n z A . // Digest Techn. Pap. Conf. Lasers and
Electro-opt. Wash. (D. C.): OSA/IEEE, 1973. P. 47.
54.Ckicklis F. P., Naiman C. S . f Esterowitz L ., Allen P . // IEEE J. Quant. Electron. 1977.
Vol. 13. P. 893.
55.Kaminskii A. A., Sarkisov S . F. // Phys. status solidi A. 1986. Vol. 97. P. K163.
56.Каминский А . А ., Петросян А . Г., Ованесяп К. Л . // ДАН СССР. 1987. Т. 295. С. 586.
57.F/*r/icfc Я. У., Moulton Р. F ., Osgood Л. Л/. // Opt. Lett. 1979. Vol. 4. Р. 184.
58. ИЛаукап* Л. IV ./ / Appl. Phys. В. 1982. Vol. 28. Р. 205.
59.Waynant Л. W ., Klein Р. Я. // Appl. Phys. Lett. 1985. Vol. 46. P. 14.
60.Esterowitz L . 4 Eckardt R. C.f Allen Л. E. I/ Ibid. 1979. Vol. 35. P. 236.
61.Kaminskii A .A .//P r o c . Intern. Conf. «Lasers-80» / Ed. С. B. Collins. McLean: STS press, 1981. P. 328.
62.Антипенко Б. Af., Глебов A . C., Киселева T. И ., Письменный В. A. // Письма в ЖТФ-
1985. Т. И . С. 682.