Поглощение света в образцах моно- и поликристаллического YAG:Nd при импульсном электронном облучении

Емлин Р.В., Яковлев В.Ю., Куликов В.Д., Шитов В.А., Максимов Р.Н.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Емлин Р.В., Яковлев В.Ю., Куликов В.Д., Шитов В.А., Максимов Р.Н. Поглощение света в образцах моно- и поликристаллического YAG:Nd при импульсном электронном облучении // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 5. С. 89–95. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-05-89-95

Emlin R.V., Yakovlev V.Yu., Kulikov V.D., Shitov V.A., Maksimov R.N. Light absorption in mono- and polycrystalline YAG:Nd samples under pulsed electron irradiation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 5. P. 89–95. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-05-89-95

Ссылка на англоязычную версию:

R. Emlin, V. Yakovlev, V. Kulikov, V. Shitov, and R. Maksimov, "Light absorption in mono- and polycrystalline YAG:Nd samples under pulsed electron irradiation," Journal of Optical Technology. 87, 318-322 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000318

Аннотация:

Исследован процесс образования наведенного оптического поглощения в образцах моно- и поликристаллического Y₃Al₅O₁₂:Nd³⁺ при облучении наносекундным электронным пучком с энергией электронов 250 кэВ, плотностью тока 25 A/см². Показано, что быстрые электроны создают в образцах наведенное поглощение в области 1–4,2 эВ в виде суперпозиции шести близко расположенных элементарных линий. Установлено, что механизм формирования наведенного поглощения обусловлен переходами электронов из валентной зоны на локальный уровень О^–-дырочного центра, а начальная стадия релаксации наведенного поглощения в интервале 10^–7–10^–4 с определяется процессом квадратичной рекомбинации электронов зоны проводимости с дырочными О^–-центрами. Повышенное содержание структурных дефектов в поликристаллическом образце по сравнению с монокристаллическим увеличивает время жизни О^–-центров за счет захвата зонных электронов

Ключевые слова:

иттрий-алюминиевый гранат, спектры пропускания, оптическая плотность, наведенное поглощение

Коды OCIS: 160.3380, 140.3380, 140.7240, 300.1030

Список источников:

Федоров П.П., Маслов В.А., Усачев В.А. и др. Синтез лазерной керамики на основе нанодисперсных порошков алюмоиттриевого граната Y₃Al₅O₁₂ // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. № 7. С. 28–44.
Mori K. Transient colour centres caused by UV light irradiation in yttrium aluminium garnet crystals // Phys. Status Solidi A. 1977. V. 4 № 1. P. 375–384.
Арсеньев П.А., Кустов Е.Ф., Ли Л. и др. О дефектах монокристаллов гранатов, выращенных методом оптической зонной плавки // Кристаллография. 1968. Т. 13. № 4. С. 740–742.
Кулагин Н.А., Овечкин А.Е., Антонов Е.В. Центры окраски гамма-облученного граната Y₃Al₅O₁₂ // ЖПС. 1985. Т. 43. № 3. С. 478–48
Кулагин Н.А., Дойчилович Я. Структурные и радиационные центры окраски и диэлектрические свойства примесных кристаллов алюмоиттриевого граната // ФТТ. 2007. Т. 49. № 2. С. 234–241.
Кулагин Н.А. Центры окраски и наноструктуры на поверхности лазерных кристаллов // Квант. электрон. 2012. Т. 42. № 11. С. 1008–1020.
Багаев С.Н., Осипов В.В., Ватник С.М. и др. Лазерные RE³⁺:YAG-керамики: получение, оптические свойства и генерационные характеристики // Квант. электрон. 2015. Т. 45. № 5. С. 492–49
Osipov V.V., Maksimov R.N., Shitov V.A., et al. Fabrication, optical properties and laser outputs of YAG:Nd ceramics based on laser ablated and pre-calcined powders // Opt. Mater. 2017. V. 71. P. 45–49.
Osipov V.V., Kotov Yu.A., Ivanov M.G., et al. Laser synthesis of nanopowders // Laser Phys. 2006. V. 16. № 1. P. 116–125.

10. Лисицин В.М., Яковлев В.Ю. Создание и релаксация автолокализованных экситонов в кристалле KI при импульсном каскадном возбуждении // ФТТ. 1995. Т. 37. № 4. С. 1126–1133.

11. Куликов В.Д., Яковлев В.Ю. Поглощение света свободными носителями заряда в кристаллическом CdS при интенсивном электронном облучении // Изв. вузов. Физика. 2016. Т. 59. № 5. С. 123–127.

12. Сюрдо А.И. Радиационно-оптические и эмиссионные свойства широкозонных анионодефектных оксидов с пониженной симметрией // Автореф. докт. дис. Екатеринбург: УГТУ, 2007. 45 с.

13. Сюрдо А.И., Кортов В.С., Мильман И.И. Люминесценция F-центров в корунде с радиационными нарушениями // Опт. спектр. 1988. Т. 64. № 6. С. 1363–1366.

14. Нижанковский С.В., Сидельникова Н.С., Баранов И.И. Оптическое поглощение и центры окраски в крупных кристаллах Ti:сапфира, выращенных методом горизонтальной направленной кристаллизации в восстановительных условиях // ФТТ. 2015. Т. 57. № 4. С. 763–767.

15. Wong C.M., Rotman S.R., Warde C. Optical studies of cerium doped yttrium aluminum garnet single crystals // Appl. Phys. Lett. 1984. V. 44. P. 1038–1041.

16. Nikl M., Laguta V.V., Vedda A. Complex oxide scintillators: material defects and scintillation performance // Phys. Status Solidi B. 2008. V. 245. P. 1701–1722.

17. Марфунин А.С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. М.: Недра, 1975. 327 с.

18. Платонов А.Н. Природа окраски минералов. Киев: Наукова думка, 1976. 264 с.

19. Маделунг О. Физика твердого тела. Локализованные состояния. М.: Наука, 1985. 184 с.

20. O’Brien M.C.M., Pryce M.H.L. Paramagnetic resonance in irradiated diamond and quartz: Interpretation // Report of the Bristol Conference — Defects in Crystalline Solids. Phys. Soc. London, 1955. P. 88–91.

21. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973. 456 с.

22. Пармон В.Н., Хайрутдинов Р.Ф., Замараев К.И. Формальная кинетика туннельных реакций переноса электрона в твердых телах // ФТТ. 1974. Т. 16. № 9. С. 2572–2577.

23. Огородников И.Н., Порывай Н.Е., Пустоваров В.А. и др. Короткоживущее оптическое поглощение дырочных поляронов в кристаллах Li₆Gd(BO₃)₃ // ФТТ. 2009. Т. 51. № 6. С. 1097–1103.

Расулева А.В., Соломонов В.И. Идентификация полос люминесценции иона Nd³⁺ в алюминатах иттрия Y₃Al₅O₁₂ и YAlO₃ // ФТТ. 2005. Т. 47. № 8. С. 1432–1434.