Структурная обусловленность свойств. Часть III. Кристаллохимия лазерных кристаллов. Кузьмичева Г.М. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

9
дополнительных примесей (например, ионы хрома), сильно
поглощающих свет в этой области спектра и передающих
энергию рабочим ионам, т.е.ионам неодима. Таким образом,
для одновременного введения активатора (Nd
3+
) и
сенсибилизатора (Cr
3+
), способствующего повышению КПД
лазера, надо предусмотреть присутствие в структуре
одновременно двух позиций с разной координацией по
отношению к атомам кислорода.
Исходя из вышеизложенного, наиболее перспективными
представляются соединения:
- со структурой граната Ca
3
Al
2
Si
3
O
12
(пр. гр. Ia3d, z=8), в
которой ионы Ca, Al и Si занимают соответственно
додекаэдрическую (КЧ=8-КЧ- координационное число),
октаэдрическую (КЧ=6) и тетраэдрическую (КЧ=4)
позиции, что благоприятно для активации ионами Ln
3+
,
Cr
3+
и Cr
4+
.
- со структурой форстерита Mg
2
SiO
4
(пр. гр. Pnma, z=4), в
которой атомы Mg занимают две разные
октаэдрические позиции (КЧ=6), а атомы Si находятся в
центре тетраэдра (КЧ=4), что позволяет активировать
ионами Cr
3+
и Cr
4+
.
- со структурой мелилита Ca
2
MgSi
2
O
7
(пр. гр. P 42
1
m,
z=4), в которой ионы Ca занимают додекаэдрическую
позицию (КЧ=8), Mg и Si- тетраэдрические (КЧ=4), что
дает возможность активировать ионами Ln
3+
и Cr
4+
.
10
- со структурой LiGaO
2
(пр. гр. Pna2
1,
z=4) с
тетраэдрической координацией для ионов Li и Ga
(КЧ=4), что благоприятно для активации ионами Cr
4+
.
- со структурой шеелита CaWO
4
(пр. гр. I4
1
/a, z=4) с
додекаэдрической координацией для ионов Ca (КЧ=8),
что способствует активации ионами Ln
3+
.
Технологический аспект. Наряду с рассмотрением
структуры необходимо уделять внимание вопросам
выращивания крупных кристаллов с равномерным
распределением компонентов и активаторов по длине и
поперечному сечению. Оксидные кристаллы для
твердотельных лазеров получают, как правило,
кристаллизацией из расплава. Ростовое масштабирование и
получение образцов с равномерным распределением
компонентов по длине и поперечному сечению наиболее
перспективно для кристаллов, обладающих конгруэнтным
плавлением. Технология получения кристаллов имеет целый
ряд аспектов: физико-химический, тепловой, кинетический,
структурный и др. Среди них структурный аспект является
одним из важнейших, так как многие стороны роста
кристаллов связаны с особенностями их природы и, в первую
очередь, с особенностями структуры данных соединений.
Спектральный аспект. Повышение КПД твердотельных
лазеров может быть осуществлено путем создания активных
сред, обладающих эффективным поглощением в
спектральном диапазоне излучения источников накачки.
Увеличение коэффициентов поглощения применительно к
ламповой накачке связано с высокими концентрациями 
                             9                                                                 10
дополнительных примесей (например, ионы хрома), сильно              -   со структурой LiGaO2 (пр. гр. Pna21, z=4) с
поглощающих свет в этой области спектра и передающих                    тетраэдрической координацией для ионов Li и Ga
энергию рабочим ионам, т.е.ионам неодима. Таким образом,                (КЧ=4), что благоприятно для активации ионами Cr4+.
для одновременного введения активатора (Nd3+) и
сенсибилизатора (Cr3+), способствующего повышению КПД               -   со структурой шеелита CaWO4 (пр. гр. I41/a, z=4) с
лазера, надо предусмотреть присутствие в структуре                      додекаэдрической координацией для ионов Ca (КЧ=8),
одновременно двух позиций с разной координацией по                      что способствует активации ионами Ln3+.
отношению к атомам кислорода.
                                                                     Технологический аспект. Наряду с рассмотрением
  Исходя из вышеизложенного, наиболее перспективными              структуры необходимо уделять внимание вопросам
представляются соединения:                                        выращивания      крупных    кристаллов   с    равномерным
                                                                  распределением компонентов и активаторов по длине и
  -   со структурой граната Ca3Al2Si3O12 (пр. гр. Ia3d, z=8), в   поперечному      сечению.    Оксидные    кристаллы     для
      которой ионы Ca, Al и Si занимают соответственно            твердотельных      лазеров    получают,    как    правило,
      додекаэдрическую (КЧ=8-КЧ- координационное число),          кристаллизацией из расплава. Ростовое масштабирование и
      октаэдрическую (КЧ=6) и тетраэдрическую (КЧ=4)              получение образцов с равномерным распределением
      позиции, что благоприятно для активации ионами Ln3+,        компонентов по длине и поперечному сечению наиболее
      Cr3+ и Cr4+.                                                перспективно для кристаллов, обладающих конгруэнтным
                                                                  плавлением. Технология получения кристаллов имеет целый
  -   со структурой форстерита Mg2SiO4 (пр. гр. Pnma, z=4), в     ряд аспектов: физико-химический, тепловой, кинетический,
      которой    атомы    Mg    занимают      две    разные       структурный и др. Среди них структурный аспект является
      октаэдрические позиции (КЧ=6), а атомы Si находятся в       одним из важнейших, так как многие стороны роста
      центре тетраэдра (КЧ=4), что позволяет активировать         кристаллов связаны с особенностями их природы и, в первую
      ионами Cr3+ и Cr4+.                                         очередь, с особенностями структуры данных соединений.

                                                                     Спектральный аспект. Повышение КПД твердотельных
  -   со структурой мелилита Ca2MgSi2O7 (пр. гр. P 421m,          лазеров может быть осуществлено путем создания активных
      z=4), в которой ионы Ca занимают додекаэдрическую           сред,   обладающих      эффективным     поглощением   в
      позицию (КЧ=8), Mg и Si- тетраэдрические (КЧ=4), что        спектральном диапазоне излучения источников накачки.
      дает возможность активировать ионами Ln3+ и Cr4+.           Увеличение коэффициентов поглощения применительно к
                                                                  ламповой накачке связано с высокими концентрациями

Страницы