лових коливань. Люмінесценція відповідає спонтанним оптичним переходах, у той час як генерація і посилення світла - вимушеним. Процес люмінесценції схематично зображено на малюнку 1. Поглинаючи фотон, іон з основного рівня 1 переходить в збуджений стан (рівень 3), з якого безвипромінювальної релаксує на рівень 2 і випромінюється з довжиною хвилі? 2 Зазвичай, світло люмінесценції має велику довжину хвилі, ніж збудливий світло. Енергетичні рівні редкоземельного іона в склі і кристалі розщеплені на підрівні. Число таких підрівнів залежить від атомних квантових чисел.
Малюнок 1 - Схема процесу люмінесценції
люмінесценція кристал шеєліт молібдат
На малюнку 2 представлена ??типова схема вимірювання люмінесценції. Випромінювання джерела (1) фокусується лінзою (3) на зразок (2). Порушувана у зразку люмінесценція збирається лінзою (4) на щілини спектрометра. Для того щоб дослідити тільки сигнал люмінесценції використовують спектральні фільтри. Фільтр Ф1 пропускає тільки світло, збудливий люмінесценцію, а фільтр Ф2 - навпаки, пропускає тільки світло люмінесценції.
Малюнок 2 - Звичайна експериментальна схема вивчення люмінесценції
Процес люмінесценції схематично зображено на малюнку 2. Поглинаючи фотон, іон з основного рівня 1 переходить в збуджений стан (рівень 3), з якого безвипромінювальної релаксує на рівень 2 і випромінюється з длінойволни? 2 gt;? 1. Зазвичай, світло люмінесценції має велику довжину хвилі, ніж збудливий світло
1.2 Лазерні кристали, активовані іонами Ln3 +
Кристали вольфраматів і молибдатов, активовані іонами рідкісноземельних елементів (Ln), становлять значний інтерес в якості активних середовищ твердотільних лазерів з діодним накачуванням. Істотним технологічним недоліком кристалів (K0.5Gd0.5) WO4і (K0.5Y0.5) WO4, які отримали до справжнього моменту досить широке застосування, є наявність у них поліморфних перетворень, що унеможливлює вирощування цих кристалів безпосередньо з розплаву. Кристали шеелітоподобних натрій-містять подвійних молибдатов і вольфраматів (Na0.5Ln0.5) TO4, (де Ln - рідкоземельний іон, Т - Mo6 + або W6 +), лише незначно поступаються калій-містить Вольфрамат в частині люмінесцентних характеристик Ln-іонів, але при цьому позбавлені проблем, пов'язаних з поліморфними переходами, можуть легко бути вирощені безпосередньо з власного розплаву (наприклад, широко поширеним методом Чохральського) і виглядають у цьому сенсі набагато більш привабливими. Монокристали (Na0.5Gd0.5) WO4: Yb мають досить привабливими з точки зору отримання лазерної генерації на довжині хвилі 1 мкм спектрально-люмінесцентними властивостями, а монокристали (Na0.5La0.5) MoO4: Er, Ce випромінюють у важливому з практичної точки зору діапазоні довжин хвиль - 1.5 мкм (перехід 4I13/2 4I15/2). Як показали дослідження, спектрально-люмінесцентних характеристик цієї серії кристалів, іони Ce3 + істотно підвищують інтенсивність полуторамікронной люмінесценції іонів ербію шляхом прискорення перенесення енергії збудженого стану з рівня 4I11/2Er3 + (в який проводиться діодна накачування) на рівень 4I13/2 (який є верхнім лазерним рівнем полуторамікронной генерації ербия), тим самим підвищуючи заселеність останнього.
У процесі досліджень було встановлено, що кристали (Na0.5Gd0.5) WO4: Yb і (Na0.5La0.5) MoO4: Er, Ceвиращенние методом Чохральського, можуть у ряді випадків мати не пов'язане з присутністю іонів Ln додаткове оптичне поглинання (ДОП), тобто бути пофарбованими, в широкому діапазоні, що включає і область люмінесценції іонів Ln. Це заважає отриманню ефективної лазерної генерації на даних кристалах. Крім того, при дослідженні спектрів поглинання та люмінесценції Ln в цих кристалах було помічено перерозподіл інтенсивностей смуг на різних частотах в залежності від концентрації активатора.
Для вироблення методики цілеспрямованого отримання кристалів (Na0.5Gd0.5) WO4: Yb і (Na0.5La0.5) MoO4: Er, Ce з відтворюваними спектрально-люмінесцентними властивостями і необхідним оптичною якістю (включаючи відсутність в кристалах ДОП, перешкоджає лазерної генерації іонів Ln) необхідно виявити типи точкових дефектів формуються в даних кристалах при різних умовах вирощування та подальшої термічної обробки. З цією метою доцільно скористатися крісталлохіміческая підходом.
1.3 З'єднання cемейство шеелита. Проблеми дефектоутворення
У структурі шеелита CaWO4 (пр. гр. I41/a) (малюнок 3а) атоми Ca2 + мають додекаедріческой оточення атомами кисню (симетрія додекаедра S4) c двома наборами міжатомних відстаней (КЧ=4 + 4). Найближче оточення поліедра CaO8 - чотири аналогічних восьмівершінніка, пов'язаних з ним загальними ребрами.
Мал...
