Введение к работе
Актуальность исследования. Антистоксова люминесценция редко-емелышх ионов в различных твердотельных матріщах (основах) как овый вид люминесценции была обнаружена в конце 50-х - начале 60-х гг. [ сразу же привлекла к себе внимание широкого круга исследователей.
К настоящему времени основные механизмы, описывающие анти-токсову люминесценцию (далее асл) в основном разработаны. Теорети-еским и экспериментальным исследованиям процессов асл посвящено ольшое количество работ. Вместе с тем, развитие теории достоверно оплывающей эти процессы и объясняющей многообразные эксперименталь-ые результаты, по прежнему остается актуальной задачей. Особенно это тносится к случаю малых интенсивностей возбуждающего ИК излуче-ия. Проблема также состоит в сложности интерпретации многостадий-ых, кооперативных и конкурентных, разветвленных нелинейных взаи-гадействий редкоземельных ионов (далее РЗИ) и миграции энергии озбуждения в антистоксовых люминофорах (далее АСЛ). Особое место анимает диапазон возбуждающих излучений в полосе 1,4-1,7 мкм.
В последние годы разработаны и широко применяются полупровод-иковые источники на основе соединений А В , излучающие в указан-ом диапазоне. Созданы системы волоконно-оптических линий связи, в оторых носителем информации является излучение с длиной волны око-о 1,55 мкм. Разработаны новые лазеры на основе эрбиевых стекол с линой волны генерации 1,54 -1,65 мкм. Развитие квантовой электроники лазерной техники постоянно выдвигает задачи визуализации полей раз-ичных ИК лазеров. На область 1,4 - 1,7 мкм приходится окно высокой розрачности земной атмосферы. Перечисленные факторы приводят к еобходимости создания высокочувствительных визуализаторов ИК изучения (далее ВИКИ) диапазона 1,4-1,7 мкм.
Непосредственная визуализация ИК излучения из области 1,4-1,7 км происходит в видимой области спектра. ИК антистокосова люминес-енция эрбия не находила применения и не исследовалась. Появление овых высокоэффективных малогабаритных электронно-оптических пре-Зразователей ООП), отличающихся высокой чувствительностью в диа-азоне длин волн вплоть до 0,9 мкм, создало возможность эффективной егистрации с последующей визуализацией ИК асл Ег и, таким обрати, реализации нетрадиционного двухступенчатого (АСЛ + ЭОП) преоб-ззования ИК излучения в видимое.
В цели диссертационной работы входило: спектроскопическое исследование оксисульфидных антистоксовых люминофоров, идентификация механизмов антистоксовой люминесценции в конкретных системах, исследование созданнных на их базе эффективных визуализаторов ИК излучения (ИК изображения), в основном, в диапазоне 1,4 - 1,7 мкм перспективных для широкого круга научных и практических применений. Объектами исследования являлись поликристаллические кристаллофос-форы, легированные ионами эрбия, иттербия и др., в составе оригинальных оптических элементов - триплексов, детально исследованных в рамках данной работы.
Научная новизна работы состоит в комплексном исследовании полных спектров осл серии кристаллофосфоров, легированных Er , при малых (менее 0,1 Вт/см ) плотностях мопщости возбуждающего излучения, включающих ранее не изученную ИКасл; детальном изучении механизма протекания процессов, обуславливающих возбуждение обнаруженной ИКасл.
Практическая ценность. Результаты работы легли в основу формирования нового направления визуализации слабого ИК излучения антистоксовыми люминофорами, сущность которого заключается в двухста-дийном способе визуализации ИК излучения посредством АСЛ (как первичным преобразователем ИК излучения в ближнюю ИК асл) и фотопреобразователем (как вторичным визуализатором И К асл). Данные диссертационной работы были использованы при создании нового типа ВИКИ -"Икавизор-1,5", обладающего чувствительностью в области длин волн 1,4 -1,7 мкм менее 10" Вт/см .
Защищаемые положения;
-
Новое направление визуализации слабого ИК излучения диапазона 1,4 - 1,7 мкм антистоксовыми люминофорами.
-
Методики спектроскопических исследований АСЛ в составе триплексов при малых плотностях мощности возбуждающего излучения.
-
Результаты исследования и анализа полных спектров асл кристаллофосфоров, легированных Ег3+, включающих ранее не исследованную полосу 0,82 мкм.
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований динамических характеристик АСЛ, активированных Er .
-
Оптимальный состав АСЛ: Yi ,7 Его,з O2S, обеспечивающий максимальную эффективность преобразования излучения диапазона 1,4 -1,7 мкм.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на VI Всесоюзном совещании "Физика, химия и технология люминофоров" (Ставрополь, 1989 г.) и на VII Всесоюзном -1 Международном совещании "Люминофор-92" (Ставрополь, 1992 г.). По результатам работы опубликованы тезисы 13 докладов в материалах указанных конференций и 7 статей, библиография которых приведена в списке литературы и сопровождается символом А.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержание диссертации изложено на 159 страницах машинописного текста, включая 34 рисунка и 29 таблиц. Список литературы содержит 170 наименований.
