Материал: Многоуровневые функциональные схемы кристаллических лазеров

диапазон, в этих исследованиях наряду с фторидами [50—55] стали важную роль играть и кислородсодержащие кристаллы [56], которые, как свидетельствуют эксперименты, способны генерировать при 300 К с ламповой накачкой. Первые обнадеживающие опыты проведены по возбуждению СИ в УФ-диапазоие с иона­ ми Се3+ и Nd3+, генерация в этих случаях происходит на межконфигурационных 5d—4 /переходах [57—59], а также с использованием каскадных схем в четырех-

ипятимикронном диапазонах [60, 61]. Усовершенствованные сенсибилизационные схемы, в некоторых примерах их сочетание с кросс-релаксациониыми, поз­ волили при 300 К возбудить эффективную генерацию в двух- и трехмикронных областях спектра (Но3+ [62, 63] и Ег3* [47]). Принципиально новое решение по­ лучил метод лазерной накачки, где несколькими разноволновыми ИК-лазерами последовательно возбуждаются уровни высоколежащих мультиплетов Ln3+- активаторов для получения СИ в видимом диапазоне [64]. В [11] показано пре­ имущество и реализован целый ряд лазерных кристаллических конверторов на основе соединений с Ьп3+-активаторами. Открыты новые спектрально-гене­ рационные свойства иттербиевых фторидных кристаллов [65, 66]. Предложены

инаходят реализацию оригинальные инженерные решения по использованию полупроводниковых лазеров в виде цепочек или других группировок в качестве источников накачки лазерных кристаллов с Ьп3+-ионами [67—73]. Созданы новые типы разупорядоченных кристаллических лазерных матриц с уникальным

сочетанием физических свойств. Здесь в первую очередь необходимо указать на тригональные соединения со структурой Са-галлогерманата, генерационные свойства которым придают активаторы N d34' и Сг34" [74—76]. В частности, у кристаллов этого обширного семейства La3Ga5Si014 и La3Ga5i 6Nb0, 50 14 с иона­ ми Сг3+ в пх октаэдрических позициях при 300 К реализована рекордная по ширине полоса (■—3300 см-1) плавной перестройки длины волны СИ (канал *Т2 — 4Л 2), причем у последнего с ИК-границей около 1,25 мкм ы с достаточно высоким КПД [77]. В [78] показан путь для фундаментальных исследований явления самоумножения частоты перестраиваемого СИ ионов Сг3+ в ацентрнчных кристаллах со структурой Са-галлогерманата. За последние годы диф­ ференциальный КПД лазеров на основе активированных гранатов, генерирую­ щих при 300 К с ламповой накачкой, превысил 5% [79].

Одной частью материальной базы современной квантовой электроники яв­ ляются лазерные активированные кристаллы, причем она не имеет себе равных по разнообразию физических свойств и генерационным возможностям среди известных типов лазерных конденсированных сред [15, 32, 81]. Имеются все основания надеяться, и об этом свидетельствуют приведенные данные рассмот­ рения некоторых исторических аспектов проблемы, что с каждым годом арсенал лазерных кристаллов будет расширяться и кристаллические лазеры будут на­ ходить новые области применения.

1.1.Лазерные фтор-

икислородсодержащие кристаллические матрицы

иих активаторные ионы

Внастоящее время в распоряжении исследователей находится около 250 кри­

сталлических матриц, лазерные свойства которым придают ионы: Ln3+ — (Се3+, Ргз+, Nd3+> Sm3+, Eu3+) ТЬз+1 0 у з+1 Ноз+5 Ег»+, Т т з+ и Yb3+), Ln2+— (Sm2+, Dy2*

и Tm2+), TM3+ — (Ti3+ и Cr3+), TM24"— (Ni2+, Co2+ и V24"), а также трехвалент­ ный уран — первый представитель актинидов (Ас) и дефект-центр 1 [82]. По спектрально-генерационным свойствам лазерные кристаллические матри­ цы подразделяются на два типа [2, 10] — простые с упорядоченной структу-

1 Не исключено, что генерирующий дефект-центр, обнаруженный в [82], не что иное, как

неидентифшщровэнный ТМ-активатор, например Fe3+ или Сг1+.

Таблица 1.2. Фторидныо лазерные кристаллы с упорядоченной структурой с ионами (активаторами) группы железа [2, 10, 80, 211, 257]