Структурная обусловленность свойств. Часть III. Кристаллохимия лазерных кристаллов. Кузьмичева Г.М. - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

7
атомов активной среды. На рис. 1 представлена в качестве
примера четырехуровневая схема работы лазера, где в
качестве активных частиц выступают ионы редкоземельного
элемента Nd
3+
.
Рис. 1 Четырехуровневая схема работы лазера
Переход E
1
-E
4
возникает вследствие внешнего
возбуждения (накачка), затем происходит быстрый
безызлучательный переход E
4
-E
3
, а затем лазерный переход
E
3
-E
2
, и снова быстрый переход E
2
-E
1
. Такой цикл работы
иона Nd
3+
возможен только в том случае, когда он находится
в твердом теле, именно воздействие кристалла разрешает
упомянутые переходы.
Из огромного числа соединений, рекомендуемых по своим
свойствам для использования в оптоэлектронике, получено
более чем 320 лазерных кристаллов, а на практике
применяются единицы.
Это связано с тем, что к лазерным материалам
предъявляются требования, которые часто не могут быть
8
одновременно удовлетворены из-за своей противоречивости.
Основополагающими условиями, определяющими
конкурентноспособность материала и возможность его
практического использования, являются обеспечение
высокого КПД лазера и технологичность материала.
Кристаллохимический подход в материаловедении лазеров
эффективен для отбора наиболее перспективных лазерных
матриц и сокращения пути от соединения к лазерному
материалу. Здесь необходимо рассмотреть три аспекта:
кристаллохимический, технологический и структурный,
причем в последних двух аспектах присутствует
кристаллохимический.
Кристаллохимический аспект. Для обеспечения
изотропности механических и тепловых свойств лазерного
материала предпочтительно применение кристаллов высшей
или средней категорий. Введение в исходную лазерную
матрицу ионов активатора требует выбора кристаллических
структур соединений, содержащих позиции, которые они
могут занимать. В зависимости от сферы применения в
качестве активаторов могут использоваться ионы Ln
3+
, как
правило, требующих высококоординационных позиций, и
ионы хрома, причем ионы Cr
3+
и Cr
4+
обычно занимают
соответственно октаэдрические и тетраэдрические позиции в
структуре.
С другой стороны, один из важных недостатков всех
неодимовых лазерных материалов является малый средний
коэффициент поглощения света в той части видимой области
спектра, где излучают обычные лампы накачки. Этот
недостаток компенсируется введением в кристалл 
                             7                                                             8
атомов активной среды. На рис. 1 представлена в качестве     одновременно удовлетворены из-за своей противоречивости.
примера четырехуровневая схема работы лазера, где в          Основополагающими         условиями,      определяющими
качестве активных частиц выступают ионы редкоземельного      конкурентноспособность материала и возможность его
элемента Nd3+.                                               практического   использования,    являются    обеспечение
                                                             высокого КПД лазера и технологичность материала.
                                                             Кристаллохимический подход в материаловедении лазеров
                                                             эффективен для отбора наиболее перспективных лазерных
                                                             матриц и сокращения пути от соединения к лазерному
                                                             материалу. Здесь необходимо рассмотреть три аспекта:
                                                             кристаллохимический, технологический и структурный,
                                                             причем в последних двух аспектах присутствует
                                                             кристаллохимический.

                                                                Кристаллохимический     аспект.     Для     обеспечения
                                                             изотропности механических и тепловых свойств лазерного
                                                             материала предпочтительно применение кристаллов высшей
                                                             или средней категорий. Введение в исходную лазерную
       Рис. 1 Четырехуровневая схема работы лазера           матрицу ионов активатора требует выбора кристаллических
                                                             структур соединений, содержащих позиции, которые они
   Переход     E1-E4   возникает   вследствие     внешнего   могут занимать. В зависимости от сферы применения в
возбуждения (накачка), затем происходит быстрый              качестве активаторов могут использоваться ионы Ln3+, как
безызлучательный переход E4-E3, а затем лазерный переход     правило, требующих высококоординационных позиций, и
E3-E2 , и снова быстрый переход E2-E1. Такой цикл работы     ионы хрома, причем ионы Cr3+ и Cr4+ обычно занимают
иона Nd3+ возможен только в том случае, когда он находится   соответственно октаэдрические и тетраэдрические позиции в
в твердом теле, именно воздействие кристалла разрешает       структуре.
упомянутые переходы.                                            С другой стороны, один из важных недостатков всех
   Из огромного числа соединений, рекомендуемых по своим     неодимовых лазерных материалов является малый средний
свойствам для использования в оптоэлектронике, получено      коэффициент поглощения света в той части видимой области
более чем 320 лазерных кристаллов, а на практике             спектра, где излучают обычные лампы накачки. Этот
применяются единицы.                                         недостаток   компенсируется     введением    в    кристалл
   Это связано с тем, что к лазерным материалам
предъявляются требования, которые часто не могут быть

Страницы