ИЗМЕНЕНИЕ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ЛАЗЕРНЫХ КРИСТАЛЛОВ ФОРСТЕРИТА С АКТИВНЫМИ ИОНАМИ Cr3+ И Cr4+ под ВОЗДЕЙСТВИем ПУЧКА ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ

© 2012 г.    В. Ф. Лебедев*, канд. техн. наук; С. Ю. Теняков**; А. В. Гайстер***, канд. хим. наук

*** Балтийский государственный технический университет “Военмех” им. Д.Ф. Устинова,  *** Институт лазерной техники и технологии, Санкт-Петербург

*** Научно-исследовательская компания “Авеста-проект”, г. Троицк, Московская область

*** Производственная компания “ВТС”, Москва

*** Е-mail: Lebedev@lsystems.ru

Исследовано изменение спектров поглощения монокристаллов форстерита Mg₂SiO₄ в результате облучения пучком электронов с энергией 21 МэВ. Облучение приводит к появлению в кристаллах дополнительного поглощения в виде широкой полосы в диапазоне 350–800 нм с максимумом в области 430 нм (E||c). Интенсивность дополнительного поглощения в кристаллах, выращенных в окислительной атмосфере, как правило, существенно выше, чем в кристаллах, выращенных в нейтральной атмосфере, за исключением кристаллов, сильнолегированных хромом, для которых величина дополнительного поглощения практически не зависит от окислительного потенциала ростовой атмосферы. При дополнительном легировании литием кристаллов хромсодержащего форстерита, выращенных в окислительной атмосфере, в спектре поглощения появляется еще одна интенсивная поляризованная полоса с максимумом, в зависимости от поляризации, около 375 нм (E||b) или 400 нм (E||с).

Ключевые слова: дополнительное поглощение, облучение, монокристаллы форстерита с хромом.

Коды OCIS: 160.3220, 160.3380, 350.5610, 160.4760

УДК 535.343.2: 537.533.9: 546.284’46

Поступила в редакцию 01.06.2011

Литература

1. Petricevic V., Gayen S.K., Alfano R.R. Chromium-activated forsterite laser // OSA Proc. on tunable solid-state lasers. Washington: DC, 1989. V. 5. P. 77–84.
2. Chudoba C., Fujimoto J.G., Ippen E.P., Haus H.A., Morgner U., Kärtner F.X., Scheuer V., Angelow G., Tschudi T. All-solid-state Cr:forsterite laser generating 14-fs pulses at 1.3 m // Opt. Lett. 2001. V. 26. № 5. P. 292–294.
3. Lebedev V.F., Gaister A.V., Tenyakov S.Yu., Zharikov E.V. Cr³⁺,Li:Mg₂SiO₄ single crystal as promising active medium for one micron tunable solid state lasers // Proc. SPIE. Bellingham: WA, 2004. V. 5478. P. 37–41.
4. Рябов И.Д., Гайстер А.В., Жариков Е.В. ЭПР центров Cr³⁺–Li⁺ в синтетическом форстерите Cr,Li:Mg₂SiO₄ // ФТТ. 2003. Т. 45. В. 1. С. 51–55.
5. Лебедев В.Ф., Рябов И.Д., Гайстер А.В., Подставкин А.С., Жариков Е.В., Шестаков А.В. Спектральные и генерационные свойства нового лазерного кристалла Cr³⁺,Li:Mg₂SiO₄ // ФТТ. 2005. Т. 47. В. 8. C. 1447–1449.
6. Гайстер А.В., Жариков Е.В., Лебедев В.Ф., Подставкин А.С., Теняков С.Ю., Шестаков А.В., Щербаков И.А. Импульсная и непрерывная генерация на новом лазерном кристалле Cr³⁺,Li:Mg₂SiO₄ // Квант. эле-ктрон. 2004. Т. 34. № 8. С. 693–694.
7. Lebedev V.F., Tenyakov S.Yu., Podstavkin A.S., Shestakov A.V., Gaister A.V., Zharikov E.V., Scherbakov I.A. CW and pulse laser action in new Cr³⁺,Li:Mg₂SiO₄ crystal // OSA Trends in Optics and Photonics. Washington: DC, 2005. V. 98. P. 7–12.
8. Lebedev V.F., Tenyakov S.Yu., Gaister A.V., Podstavkin A.S., Shestakov A.V., Sorokin V.N. Tunable continuous-wave operation of a Cr³⁺,Li:Mg₂SiO₄ laser // Opt. Lett. 2006. V. 31. P. 1438–1440.
9. Матковский А.О., Сугак Д.Ю., Убизский С.Б., Шпотюк О.И., Черный Е.А., Вакив Н.М., Мокрицкий В.А. Воздействие ионизирующих излучений на материалы электронной техники. Львов: Свiт, 1994. 212 c.
10. Kosmala M., Mugenski E., Strek W. The effect of -irradiation on the optical properties of Cr-doped forsterite // ЖПС. 1995. Т. 62. № 4. С. 164–166.
11. Kaczmarek S.M., Chen W., Boulon G. Recharging processes of Cr ions in Mg₂SiO₄ and Y₃Al₅O₁₂ crystals under influence of annealing and -irradiation // Cryst. Res. Technol. 2006. V. 41. P. 41–47.
12. Лебедев В.Ф., Теняков С.Ю., Ванина Е.А., Гопиенко И.В., Симаков С.В., Жариков Е.В. Воздействие высоко-энергетичных электронов на спектрально-люминесцентные свойства легированных хромом лазерных монокристаллов форстерита Mg₂SiO₄:Cr // Перспективные материалы. 2005. № 3. С. 36–40.
13. Lebedev V.F., Tenyakov S.Yu., Vanina E.A., Gopienko I.V., Simakov S.V., Subbotin K. A., Zharikov E.V. Effect of high-energy electron irradiation on spectroscopic properties of forsterite single crystals // Proc. SPIE. 2006. V. 6054. Art. 605406.
14. Лебедев В.Ф., Гайстер А.В., Теняков С.Ю., Левченко А.Е., Дианов Е.М., Жариков Е.В. Спектрально-люминесцентные свойства сильнолегированных хромом монокристаллов форстерита. I. Спектры поглощения // Квант. электрон. 2003. Т. 33. C. 192–196.
15. Chen W., Boulon G. Growth mechanism of Cr:forsterite laser crystal with high Cr concentration // Opt. mate-rials. 2003. V. 24. P. 163–168.
16. Jaoul O., Bertran-Alvarez Y., Liebermann R.C., Price G.D. Fe-Mg interdiffusion in olivine up to 9 GPa at T = 600–900  C; experimental data and comparison with defect calculations // Phys. Earth Planet. Interiors. 1995. V. 89. P. 199–218.
17. Mass J.L., Burlitch J.M., Markgraf S.A., Higuchi M., Dieckmann R., Barber D.B., Pollock C.R.J. Oxygen activity dependence of the chromium (IV) population in chromium-doped forsterite crystals grown by the floating  zone technique // Cryst. Growth. 1996. V. 165. P. 250–257.
18. Дудникова В.Б., Гайстер А.В., Жариков Е.В., Гулько Н.И., Сенин В.Г., Урусов В.С. Влияние сопряженного изоморфизма на растворимость хрома в форстерите // Неорганические материалы. 2003. Т. 39. № 8. С. 985–990.
19. Носенко А.Е., Костык Л.В. Радиационные центры окраски в галлиевых гранатах// УФЖ. 1986. Т. 31. № 1. С. 75–78.
20. Классен-Неклюдова М.В., Багдасаров Х.С. Рубин и сапфир. М.: Наука, 1974. 236 с.
21. Лебедев В.Ф., Теняков С.Ю., Рябов И.Д., Гайстер А.В., Жариков Е.В. Исследование центров Cr³⁺(1) в лазерном кристалле Cr,Li:Mg₂SiO₄ // XI Нац. конф. по росту кристаллов. Москва, 13–17 декабря 2004 г. Тезисы докладов. М.: ИКАН, 2004. С. 253.

Полный текст