Материал: Многоуровневые функциональные схемы кристаллических лазеров

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

изданий, например [3—5, 8 , 13—15], поэтому мы ниже приведем лишь сведе­

ния о реализованных многоуровневых лазерных схемах, в основе которых ле­ жит явление обмена энергии между коактиваторными ионами.

<6.1. Сеисибилизационные лазерные схемы

Все основные сеисибилизационные функциональные лазерные схемы Ln3*-

.активаторов показаны на рис. 6.1—6.4, а сведения об их использовании в кон­ кретных генерирующих кристаллах даны в табл. 6.1. Из приведенных рисун­ ков и таблицы видно, что в качестве сенсибилизаторов в диэлектрических ла­ зерных кристаллах применяются не только Ln3+ — (Nd3+, Gd3*, Tb3+, Er3*, Tm3+ и Yb3+), но и ТМ-ионы (Cr3*, Fe3* и Vs*). В некоторых случаях сенсибилизаторные ионы являются частью матрицы-основы. Сенсибилизирующее дей­ ствие могут оказывать и центры окраски. Известно несколько примеров [71, когда ионы Се3* используются для сенсибилизации излучения ионов Nd3*. Эти данные мы здесь не рассматриваем, поскольку коротковолновые 5^-полосы поглощения ионов Се3* в реальных экспериментах по СИ ионов Nd3* не «охва­ тываются» излучением накачки Хе-ламп. Здесь также не рассмотрены сенсибилизациониые схемы генерирующих ТМ-понов.

Чтобы не загромождать рис. 6 .1 —6.4, на них указаны только направления

движения возбуждения от сенсибилизаторных ионов к генерирующим без де­ тализации всех межмультиплетпых актов коактиваторов, которые обычно про­ исходят с участием фононов кристалла-основы.

Выбор сенсибшшзациоппых лазерных схем требует детального анализа ряда нежелательных факторов, которые возникают в кристаллах с Ьп3+-коакти-

ваторами. Можно добиться эффективной сенсибилизации для одного генера­ ционного канала и лишиться возможности возбуждать СИ на переходах дру­ гих каналов. Необходимо также учитывать, что не для всех кристаллов и од­ нотипных коактиваторов выбранная схема приведет к улучшению параметров ■СИ данного генерирующего Ьп3+-иона. Тем не менее сеисибилизационные схе­

мы все шире и шире используются в физике лазерных кристаллов и для соз­ дания эффективных кристаллических лазеров. Наивысшей эффективностью на сегодняшний день обладает лазер на основе кристалла (Y, Er)sAl50 12:

Тш3+—Но3*, использующий обычную ламповую накачку [16].

6.2.Дезактивационные лазерные схемы

Впервые эти функциональные схемы были предложены п применены для улучшения параметров СИ ионов Ег3* в кристаллах LU3A160 12 [11]. В отсутст­

вие в этом гранате ионов-дезактиваторов Но3* и Тш3+ СИ ионов Ег3* при 300 К происходит на волне 2,9395 мкм межштарковского перехода самонасыщающегося канала 4Zn/2 —►4/и/., заканчивающегося на верхнем штарковском уровне

долгоживущего состояния 4/»/, [90, 91]. Ионы-дезактиваторы коренным обра­ зом изменяют спектральный состав СИ канала 4/м/, - » • В этом случае быстрый сток возбуждения с уровней мультиплета 4/н/, к нонам Но3* и Т т 3*

переключает генерацию на самый коротковолновый межштарковский переход этого канала (с А,си = 2,6990 мкм), который заканчивается на нижнем уровне мультиплета 4/«/,. Аналогичная картина наблюдается н для моноклинных щелочно-редкоземельных вольфраматов 19, 76]. Во всех случаях дезактиваторные ионы сокращают люминесцентное время жизни конечного лазерного состоя­ ния генерирующего Ьп3*-активатора. Все известные дезактивационные лазер­ ные схемы Ьп3*-ионов показаны на рис. 6.5 н 6 .6 , а лазерные кристаллы, генери­ рующие по таким схемам, перечислены в табл. 6 .2 .

Таблица 6.1. Генерация 1л5+*-активаторов в диэлектрических кристаллах по сенспбилпзационным схемам

Канал СИ

О— ЕГ Я оЕО

Рг3+

"Gi Nd3+ v . /«■

7,

Sm3+ *Gt ■°Л,

'•/.“ ''" V i ТЬ3+ 6D4^ 7FB

DyS+

“Я.,

 

“Я ,

 

“Л- ”

*/.

Ho3+

s/e -

bh

51в^ Ч в

5/7- s/e

Ионы-сенспбилн- эаторы

Yb3+

Yb3+

Cr3+

Tb3+

Gd3+

Er3+

Yb3+

Yb3+

Yb3+

Yb3+

Cr3+ Yb3+

Yb3+

Yb3+

Cr3+

Cr3+

Cr3+

Fe3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Er3+

Tm3+

Tm3+

Yb3+

Yb3+

Cr3, Tm3+

Cr3, Tm3+

Cr3, Tm3+

Cr3, Tm3+

Er3*, Tm3+

Er3+, Tm3+

Er3+, Tm34-

Er3+, Tm,+

Er3+ Tm3+

Схема на

Кристалл рисунке

BaYb2Fe

6.1, a

LiYbF*

6.1, a

Li(Yb, Lu)F*

6.1, a

BaY2F8

6.1, a

Ca3Ga2Ge*Oi*

6.2, a

YA103

6.2, a

YBAISOI*

6.2, a

Y3Sc2GaaOi2

6.2, a

LaaGasSiOu

6.2, a

GdaSczGa30i2

6.2, a

Gd3GasOi2

6.2, a

GdUSCzGfiaOiz

6.2, a

TbF3

6.3, a

LiYF4

6.4, a

Ba(Y,Er)2F8

6.4, 6

BaYbzFe

6.3.6

LiYbF4

6.2.6

BaYbzFs

6.2, 6

Lu3Al50i2

6.2,6

LuaAlsOiz

6.2,6

YaAU0i2

6.2,6

LU3AI5O12

6.2,6

Y3A150 I2

6.2, a

ьизАЬО12

6.2, a

Ca5(PO*)3F

6.2, a

YsFe50i2

6.1,6

LiYF*

ErF3

6.1,6

CaF2 - ErF3

6.1,6

a-NaCaEi’Fc

6.1,6

Y2Si05

6.1,6

CaMoO*

6.1, 6

LaNbO*

6.1,6

(Y, Er)3Al50 12

6.1, 6

Er20 3

6.1,6

ErAlOs

6.1,6

ErjAbOn

6.1,6

Er2SiOs

6.1,6

(Er, Lu) АЮ3

6.1,6

NaLa(MoO*)2

6.1,6

Zr02 —ЕггОз

6.1,6

BaTm2Fe

6.1,6

Tm3AbOi2

6.1,6

LiYbF*

6.1,«

RaYb2Fe

6.1, e

YaAlsOu

6.3, e

Y3SC2A1S0 I2

6.3, в

Y3Sc2Ga30 i2

6.3, в

LujALOn

6.3, в

Li(Y, Er)F*

6.1,6

BaYjFe

6.1,6

KY(WO*)2

6.1,6

KGd (W0*)2

6.1,6

K(Y, Er) (WO*) 2

6.1,6

Литература

[17]

[17,18]

Г18] '

Ж

19

[20'

21

22'

19:

[23]

24],

[25;

[26]

[27]

[28]

[29]

[37]

[30,38};

[31]

[31]

[39]

[39

[32

[33

[34.35]

[36]

[40,41]

[42]

43]

44]

45]

UJ

[46]

[32,47]

[48]

[49]

[54]

[45,50]

[52]

[46]

53

[55

[54"

[51]

[38,54]

56]

57]

57'

зз;

41]

58} 54 ' 54 59]

1 о 1

g*£ Вн

ё | а ®&2 »Рн Я -

Е г3+

Tm s+

Y b3+

Канал СИ

4 /”/ , ^ 4 /“ / г

3Я 4 - » 3Я 6

3Я 4 - > 3Я е

8Я ./

- . « Л / ,

/ *

/I

Ионы-сенсибили­ заторы

E r3+, Т т 3+

Ег3+, Т т 3+

Ег3+, Т га3+

Ег3+, Т ш 3+ E r3+ ,T m 3+

Ег3+, Т т 3+

Ег3+ Т т 3+

Ег3+, Т т 3+

Ег3+, Т т 3+

Ег3+, Т ш 3+ E r3+, Т ш 3+

Ег3+, Тга3+

Ег3+. Y b3+ T m 3+, Y b3+

T m 3+, Y b3+ Е г3+, T m 3+, Y b3+ Er*+, T m 3+, Y b3+ Jir3+, T m 3+, Y b3+ E r3+, T m 3+, Y b3+ Ei,3+, T m 3+, Y b3+

H o3+

Cr3+

Y b3+

Y b3+

Yb*+

C r3+, Y b3+

C r3+, Y b3+

Y b3+

Y b3+

Ц ен тры о к р аск и

Cr3+

Cr*+

Cr3+

Cr*+

Cr3+

Cr3+

Er*+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+ E r3+

E r3+, Y b3+ E rs+, Y b 3+

Cr3+, E r3+, Y b3+ N d3+

N d3+ N d 3+ N d3+ N d3+

Кристалл

Схема на

рисунке

(Y, Ег) A103

6 .i,6

( Y, E r)aA b 0 i2

6 .1 ,6

Y2 S1 O5

6 .i,6

Y V 04

6 .i,6

YaFesOiz

6 .i,6

СжС1з8С2СгЛзО J2

6 .1 , 6

ЕГ3 А1 5 О12

6 .i,6

E r2Sc2Al30i2

6 .i,6

E rV 0 4

6 .i,6

LU3AI5O 12

6 .i,6

CaY 4 (S i0 4) 3 0

6 .1 , 6

SrY 4 (S i0 4)30

6 .1,6

Y bsA lsO u

6.1,6

Y3AUOia

б .1 .а

Y bjA bO iz

6.1,0

C aF2 - E rF 3 - T m F 3 - Y bF3

6.1,0

(Y, E r) 3AI5 O 12

6 .1 , 0

(Er, Tm , Y b )3A l50i2

ел,©

Y bjA bO iz

6.1,0

LU3AI5 O 12

6.1,0

C aF2 - E rF 3 — H oF3

-

YaSc2Ga3Oi2

6 .2,6

Y3Al50i2

6 .2 ,6

(Er, L u ) 3Al50i2

6 .2,6

L 113AI5 O 12

6 .2 .6

Y 3AI5 O 12

6 .2 ,6

LllgAlsOio

6 .2 ,6

Y 3A1 5 0 1 2

6.1, в

YbaAbOiz

6.1, о

CaFo

—

YAIO3

6 .2 ,а

Y 3AI5 O12

6 .2 ,а

L113AI5 O 12

6.2 .0

YAIO3

6 .2 ,а

Y 3AI5O 12

6 .2 ,а

Y 3Sc2Ga30i2

6.2,0

C aF2 *- E rF 3

6.1. о

a-N aC aE rFo

6.1,0

C aM o04

6 .1 ,e

YAIO3

6.1,0

(Y, E r) A103

6 .1 ,0

E r20 3

6 .1,0

ErAlOa

6 .1 ,0

ЕГ3А1 5 О 12

6 .1,0

(Y, E r ) 3AUOi2

6 .1 ,0

(Er, Lu) АЮ з

6 .1 ,0

Z r0 2 — Е г20з

6.1. 0

BaYbzFe

6,1,0

(E r,Y b b A l50 12

6 .1 ,e

(Er, Lu) зА ЬО |2

6 .2 ,6

C aF2

6 .4 ,0

Y3A150 12

6.4, 0

Y 3G a30i2

6.4, 0

Gd3Sc2A l30i2

6.4. 0

GdaGftaOiz

6.4, 0

Литера

тура

[6 0 ,6 1 ] [62] [45] [63,64] 36]

65

54

66

64

[67]

[35,68]

[35]

[69]

[33]

[54] [70 .71] [62] [72 .73] [33] [67]

[74]

[75]

[76]

[31]

[31]

[76]

[31]

[32]

[72]

[77]

[78. 79] [80] [81] [79] [32]

[Ю Н [7 0 ,8 2 ] [44

[1]

[60

160

[83

[84 [8 5 ,8 6 ]

[32,4i7 ] [52] 153]

[55] [721"

[86

[87 [72[ [8Ji

[6 6 ,8 8 ] [88]

1

Генерирую­ щий Ln3+- ион

Канал СИ

Ионы-сенсибили-

Кристалл

Схема на

Литера­

заторы

рисунке

тура

Nd3+

Lu3Sc2АЦО12

6.4, в

Nd3+

LU3AI5O12

16.4, в

Cr3+, Nd3+

Y3A150,2

6.4, в

Cr3+, Nd3+

LU3A15012

,6.4, в

Таблица 6.2. Генерация Ьп3+-активаторов в диэлектрических кристаллах по дезактивационный схемам

Генерирую­

 

 

 

щий Ъп*+-

 

 

Канал СИ

ион

 

 

 

Но3+

6Л - > 5/ 7

Ег3+

4*

/ . - 4/ «v.

 

 

4Ч

,

*1а/,

Ионы-дезактива­

Кристалл

Схема на

торы

рисунке

Nd3+

Y 3A U O 12

б д б

Рг3+

LiYFi

6.5, а

Ш 3+

Y3AI5O12

6.6, а

Но3+

CaFz - ErF3

6.5,6

Тш3+

CaF2 — ErF3

6.5,6

Тш3+

ЕгзАЬОи

6.5, 6

Т т 3+

LuAlOs

6.5, б

Но3+, Т т 3+

IC(Y, Er) (WOi)z

6.5,6

Но3+, Т т 3+

Y3A150 12

6.5,6

Но3+, Т т 3+

Er3AUOi2

6.5,6

Но3+, Т т 3+

Lu3AbOi2

6.5,6

Nd3+, Но3+, Тга3+

Lu3AlsOi2

6.6, а

[89]

[53,88]

[53,88

[53,88

Литера­

тура

[92]

[93]

[94;

95;

95

86

%

97'

76 Г86'

1Г

1Г

Дезактивационный механизм убыстрения стока энергии электронного воз­ буждения с долгоживущего конечного уровня генерирующих Ьп3+-ионов так­ же эффективно работает и в рассмотренных в предыдущей главе кросскаскадных лазерных схемах.

6.3.Фид-фловинговая лазерная схема

Генерация СИ по фид-фловинговой схеме пока возбуждена только у одного Ьп8+-активатора — ионов Ег3+ (канал 47и/. — 4/«/,) в кристаллах алюминие­

вых гранатов (табл. 6.3). Как видно из рис. 6.7, сенсибшгазаторные ионы под-

Таблнца 6.3. Генерация ионов Ег3+ в редкоземельных гранатах по фид-фловинговой схеме

Генерирую­

 

 

Ионы

Канал СИ

 

Кристалл

щий Ln3+-

сенсибилиза­

ион

 

дезактиваторы

 

 

торы

 

Ег*+

Сг3+

|

Но3+

Y 3A l 5O i 2

 

Сг3+

 

Но3+

Y a S c 2 G a 3 0 i 2

 

Yb3+

 

Tm3+

YaAlfiOu

 

Yb3+

 

Tm3+

ЕгзА1б012

 

Yb3+

 

Tm3+

LuaAlsOia

 

Yb3+

 

Иоэ+ Tm3+

L U 3A I 5 O 12

 

Cr3+, Yb3+

 

Tra3+

Y 3A I 5 O 12

 

Cr3+, Yb3+

 

Tm3+

E r 3A l 50 i 2

 

Сгз+, уь з+

 

Tma+

L U 3 A I 5 O 12

 

Cr3+, Yb3+

 

Ho3+, Tm3+

L 113 A l s O i 2

Литература

[101]

[101]

[ 7 6 ]

[12]

[12]

[9]

[12]

[12]

Смотрите также:

«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
__RGR2
__RGR2
_11_А. Франс для эл версии
_индив анализ данных
- Интерфейс 485 и оптопорт 11
:Конвергентный подход к проектированию дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ