Cтраница 2
Монография посвящена спектроскопическим и генерационным свойствам активированных диэлектрических лазерных кристаллов, а также рассмотрению и систематизации на их основе новых принципов получения стимулированного излучения. Поэтому книгу можно рассматривать и как введение в спектроскопию стимулированного излучения - новое спектроскопическое направление, рожденное квантовой электроникой. Наиболее важные сведения по спектроскопическим и генерационным параметрам лазерных диэлектрических кристаллов представлены в виде таблиц. Приведен индекс длин волн стимулированного излучения всех известных лазеров на основе активированных диэлектрических кристаллов, позволяющий быстро подобрать активную среду, генерирующую в нужном диапазоне спектра. [16]
Для примесных ионов, использующихся в лазерных кристаллах, эта величина лежит в продолах 10 - 2 - 10 см-1. Уширение, связанное с дефектностью кристалла, получило название неоднородного уширения. Как правило, ширина таких линий отличается слабой температурной зависимостью. Форма их удовлетворительно описывается гауссовым контуром. Последнее является отражением того факта, что отклонение частот отдельных линий от среднего значения является случайным и определяется случайным характером искажения внутрикристаллического поля. Результаты экспериментального исследования температурного поведения контура спектральных линий активаторных ионов, использующихся в простых лазерных кристаллах, показывают, что при - 150 К и более высоких температурах вкладом неоднородного уширения можно пренебречь и считать форму линий лорен-цевой. [17]
Предлагаемая книга посвящена спектроскопическим и генерационным свойствам активированных диэлектрических лазерных кристаллов, а также рассмотрению и систематизации новых принципов получения на их основе стимулированного излучения. В значительной мере монография базируется на экспериментальных работах автора. [18]
Как уже отмечалось, самым распространенным в лазерных кристаллах активаторным ионом является трехвалентный неодим. Он обнаруживает способность к генерации почти в восьмидесяти средах. На втором месте стоит гольмий, а далее следует эрбий и тулий. Интересным фактом является то, что из всех редкоземельных ионов только ионы тулия и диспрозия являются лазерными как в двух, так и в трехвалентном состоянии. [19]
Для понимания физики процессов, протекающих в лазерном кристалле в условиях стимулированного излучения, важное значение имеет построение схемы энергетических уровней ( гатарковских) и идентификация наблюдаемых индуцированных переходов. Отставание в изучении спектроскопических свойств этих сред можно, по-видимому, объяснить тем, что исследователей останавливали затруднения, обычно встречающиеся при анализе широких, чаще всего бесструктурных, полос в спектрах поглощения и люминесценции. [20]
В ближайшие годы, по-видимому, следует ожидать интенсивных поисковых исследований лазерных кристаллов, способных эффективно генерировать при 300 К как в УФ -, так и в видимом диапазоне оптического спектра, а также и в ПК-области, особенно в области длин волн от 2 до 5 мкм. [21]
В лазерной микроскопии перспективны квантоско-пы-кинескопы с электронной накачкой мишеней, выполненных из лазерного кристалла. Их отличает высокое быстродействие ( до 100 кадр / с), высокая интенсивность излучения. [22]
Полученные к настоящему времени результаты по установлению энергий ттарковских уровней активаторных ионов лазерных кристаллов представлены ниже в табл. 4.2 - 4.14. Они снабжены тем минимумом литературных ссылок, который позволяет ( с учетом их библиографии) дать достаточно полное представление по состоянию дел в спектроскопическом изучении данного кристалла. В этих таблицах значения уровней и полных расщеплений A / i1 мультиплетов, отмеченные звездочкой, требуют уточнения. В случаях не идентифицированных уровней близко расположенных мультиплетов указаны их суммарные расщепления, которые приведены в скобках. [23]
В лазерной микроскопии перспективны квантоско-пы-кинескопы с электронной накачкой мишеней, выполненных из лазерного кристалла. Их отличает высокое быстродействие ( до 100 кадр / с), высокая интенсивность излучения. [24]
Предложенная в книге система классификации кристаллов оригинальна и удобна и будет оценена и потребителями лазерных кристаллов, и физиками, работающими над свойствами и созданием новых квантовых генераторов. Высокая плотность информации в монографии была достигнута представлением большинства данных в табличном виде. [25]
В настоящей главе собран экспериментальный материал по энергиям штарковскпх уровней активаторных ионов в некоторых лазерных кристаллах. По прежде чем рассматривать эти данные, коротко остановимся на основных положениях теории кристаллического поля, которые коротко сводятся к следующему. Активаторный ион, внедренный в кристалл, испытывает электростатическое воздействие других ионов или комплексов ( лиган-дов), которые его окружают. Основным эффектом влияния этого внутрикристаллического поля на состояния свободного иона является расщепление его термов. При описании этих взаимодействий используются известные квантовомеханичсские законы. [26]
Вернемся вновь к рис. 8.1, а, который также показывает, что всю историю поиска лазерных кристаллов можно условно разбить на три периода. Первый, продолжавшийся с 1960 по 1964 г., был периодом накопления сведений о свойствах стимулированного излучения активированных кристаллов. Второй период ( 1964 - 1970 гг.) характеризуется тенденциями, которые в значительной степени обусловливались и открывшимися практически безграничными возможностями применения кристаллических ОКГ к науке и технике наряду с другими типами лазеров. Возникшая в то время незримая подхлестывающая дискуссия ( весьма полезная) о сравнительной перспективности тех или иных типов квантовых генераторов в число важнейших проблем выдвинула проблему коэффициента полезного действия. В эти годы было создано большое число сенсибилизированных соединений ( второй пик на рис. 8.1, а и б) и смешанных разупорядоченных систем, использование которых в ОКГ позволило существенно повысить их эффективность. В следующем, третьем, периоде, когда сфера применения для каждого типа лазеров была уже более или менее определена и острота конкуренции между ними ослабла, значительное количество исследований, в том числе и поисковых, было направлено на более углубленное изучение физики процессов, обусловливающих стимулированное излучение. [27]
В отличие от молекулярных кристаллов, где наибольший интерес представляют исследования экситонного механизма переноса энергии, в лазерных кристаллах, таких как рубин, YAG - Nd3 и других, основное внимание уделяется обычно изучению особенностей резонансного переноса энергии в неупорядоченной системе примесных редкоземельных ионов. [28]
ЭПР и оптические спектры нескольких ионов актинидов были изучены в CaF2 и изоморфных с ним кристаллах отчасти в поисках подходящих лазерных кристаллов. [29]
В третьей главе приводится описание всех известных рабочих схем и типов кристаллических ОКГ, Четвертая глава содержит табличные сведения об энергетических уровнях активаторных ионов большого числа лазерных кристаллов, которым предпослано краткое введение в теорию кристаллического поля. Пятая глава, занимающая более четверти объема книги, представляет собой сводную таблицу важнейших спектроскопических и генерационных свойств всех известных лазерных активированных диэлектрических кристаллов. Описание их основных физических, спектроскопических и лазерных параметров содержит шестая глава. В седьмой главе приведен индекс длин волн генерации, который позволяет быстро подобрать лазерный кристалл, излучающий в нужном спектральном диапазоне. Заключительная глава посвящена краткому рассмотрению некоторых перспектив лазерных кристаллов. В развернутой библиографии, включающей около 550 названий, в первую очередь отражены как пионерские, так и самые важные последующие исследования по тем или иным аспектам физики кристаллических лазеров. Библиография, за некоторым исключением, охватывает работы, опубликованные до начала 1975 года. [30]