Введение к работе
Актуальность работы. Современный этап развития физико-химии лазерных систем основан на результатах исследований в области различных сред., в том числе и конденсированных. Создание и исследование новых кристаллов и стекол с определенными Физико-химическими и спектрально-люминесцентными свойствами, а также поиск новых возможностей у известных систем не теряет своей актуальности. Важными достоинствами стекол являются оптическая однородность, изотропность, прозрачность в широком спектральном диапазоне, возможность получения активных элементов лазеров практически любой формы и размеров. В ряду стеклообра-зующих систем фосфатные стекла по сравнению с другими классами стекол обладают наидучвгим набором спектрально-люминесцентных свойств.
Пристальное внимание привлекает возможность создания активных элементов лазеров с перестраиваемой длиной генерируемого излучения, а также поиск пар элементов, где присутствует безыз-лучательный перенос энергии "донор-акцептор".
Значительный интерес представляют ионы 3d -конфигурации, в
3+ частности ионы Ті , для которых в фосфатных стеклах реализуется схема расщепления энергетических уровней, сопоставимая с лазерными кристаллами.
Лазеры с активными элементами на фосфатных стеклах, активированные ионами неодима имеют широкое практическое значение,
но относительно низкая интегральная интенсивность полос погло-
3+ -fi -
щения ионов Nd (силы осцилляторов (Р) порядка 10 -10 ) является одним из факторов ограничивающим КПД лазерных стекол. Элементы 3d", имеющие широкие полосы поглощения в видимой области с большими силами осцилляторов (Р ~10 -10 ) являются Эф-
3+ фективными сенсибилизаторами люминесценции ионов Nd . Однако,
3+ 3+ проблема переноса энергии в паре Ті — Nd в стеклах недостаточно исследована, так как широко распространено мнение о малой вероятности эффективности сенсибилизации люминесценции неодима ионами 3d-элементов в стеклах. Диссертация выполнена в РГПУ им.А.И.Герцена <г.Санкт-Петербург) в рамках исследований, проводимых кафедрой физической и аналитической химии.
Цель работы состояла в разработке и создании люминофора на
з+ основе галлийфосфатного стекла, активированного ионами Ті и
изучении его спектрально-люминесцентных и физико-химических свойств для определения перспективности использования подобного материала для создания оптических квантовых генераторов (ОКГ) с перестраиваемой длиной волны генерируемого излучения; в исследовании спектральных свойств натрийгаллийфосфатного стекла со-
3+ 3+ активированного ионами Ті и Nd с целью получения сенсибилизированного излучения неодима и определении параметров безызлу-чательного переноса энергии электронного возбуждения в системе
Настоящая работа является первым ятяпом решения проблемы и состоит в изучении Физико-химических и спектрально-люминесцентных свойств впервые активированных стеклообразных систем на основе Ga-O,,, РоОс. В связи с этим задачи работы могут быть
. о 2 о
определены следующим образом. Задачи работы.
-
Разработка физико-химических основ приготовления твердых люминофоров на основе галлийфосфатного (ГФС), натрийгаллийфосфатного (НГФС) натрийцинкгаллийфосфатного (НЦГФС) стекол, акти-вированных ионами Ті , Ті и Hd .
-
Изучение физико-химических свойств стекол ГФС, НГФС, НЦГФС.
-
Изучение спектральных и люминесцентно-кинетических характе-
3+ ристик иона Ті в фосфатном стекле.
3+
4. Изучение возможности сенсибилизации люминесценции ионов Hd
3+ ионами Ті в натрийгаллийфосфатном стекле.
Научная новизна. В работе впервые получены галлийфосфатные
3+ 3+ 3+ стекла, активированных ионами Ті , Ті и Nd методом восстановления окисленной формы активатора. На основе исследований
спектрально-люминесцентных свойств обнаружена интенсивная лю-
3+ минесценция ионов Ті в галлийсодержащих фосфатных стеклах и
3+ 3+
сенсибилизация люминесценции ионов Nd ионами Гх по индуктивно-резонансному механизму. Определены важные физико-химические характеристики стекол с оксидом галлия. Положения, выносимые на защиту.
1. В расплаве галлийфосфатных стекол при взаимодействии ионов
4+ Ті с молекулярным водородом происходит их восстановление до
Ті , ближайшее окружение которых представляет искаженный
кислородный октаэдр.
2. Результаты исследования физико-химических свойств синтезиро
ванных систем.
3+
3. Стекла, активированные ионами Ті , обладают интенсивной
2 2 d-d-люминесценцией по каналу Е— Т_ в области 680-900 нм.
3+
4. Стекло НГФС-Nd обладает интенсивной люминесценцией в об
ласти 0.39, 1.06, 1.32 мкм по излучательным каналам ионов нео-
4 4 4 4 дима F3/2— 19/2, 1ц/2. І13/2"
5. При соактивации ионов Ті и Nd в стекле НГФС наблюдается
3+ сенсибилизация люминесценции ионов Nd в области 1.06 мкм (ка-
4 4 нал Fq/o— 1-лл/о ) ПРИ отсутствии обратного переноса
Nd3—Ті3*.
Апробация работы и публикации. Основное содержание исследования изложено в 2 публикациях; результаты ее докладывались на Герценовских чтениях (г.Санкт-Петербург, 1993-1994 гг.)
Объем и структура работы. Диссертационная работа содержит страница/машинописного текста, 13 таблиц, 38 рисунков, и состоит из трех глав. Библиогафический список содержит 165 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
