УДК535.37

СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ИОНОВ ХРОМА В НАНОСТЕКЛОКЕРАМИКАХ НА ОСНОВЕ ФОРСТЕРИТА

Асеев В. А., Жуков С. Н., Кулешов Н. В., Курильчик С. В., Мудрый А. В., Никоноров Н. В., Рохмин А. С., Ясюкевич А. С.


Читать статью полностью 

Аннотация

Представлены сравнительные результаты исследования спектрально-люминесцентных свойств стекол и
форстеритовой наностеклокерамики системы SiO2–Al2O3–MgO–K2O–TiO2, легированных ионами хрома. Образцы исходных стекол получены методом высокотемпературного синтеза. Стеклокерамики получались путем двухступенчатой вторичной термообработки исходных стекол. На первом этапе термообработки при 700 ºС формировались центры нуклеации, на втором – происходил рост кристаллической фазы состава Mg2SiO4:Cr. Состав кристаллической фазы и размер кристаллов определялись на рентгеновском дифрактометре. Показано, что в процессе термообработки выделяется кристаллическая фаза, которая представляет собой соединение состава Mg2SiO4 (форстерит). По спектрам люминесценции и поглощения определены валентные состояние и положение иона хрома в форстерите или стеклообразной матрице. Проведена идентификация полос поглощения и люминесценции в исходных и термообработанных образцах. Исследована зависимость спектрально-люминесцентных свойств хрома от режимов термообработки. Определено, что при термообработке ионы трех- и четырехвалентного хрома входят в форстеритовую кристаллическую фазу, а часть из них остается в стеклообразной фазе. Результаты представленного исследования могут быть использованы при разработке и создании стекол и наноразмерной стеклокерамики для волоконных перестраиваемых лазеров и широкополосных оптических усилителей ближнего инфракрасного диапазона, используемых в информационно-телекоммуникационных технологиях.


Ключевые слова: спектрально-люминесцентные свойства хрома, форстеритовая наностеклокерамика, активирован- ные ионами хрома алюмосиликатные стекла

Список литературы
1.     Асеев В.А., Никоноров Н.В., Пржевуский А.К., Фёдоров Ю.К., Ульяшенко А.М. Спектрально-люминесцентные свойства высококонцентрированных иттербий-эрбиевых фосфатных стекол для микролазеров // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 3. С. 20–25.
2.     Jaque D., Lagomacini J., Jacinto C., Catunda T. Continuous-wave diode-pumped Yb: glass laser with near 90% slope efficiency // Applied Physics Letters. 2006. V. 89. N 12. Art. N 121101.
3.     Angert N.B., Borodin N.I., Garmash V.M., Zhitnyuk V.A., Okhrimchuk A.G., Siyuchenko O.G., Shestakov A.V. Lasing due to impurity color centers in yttrium aluminum garnet crystals at wavelengths in the range 1.35–1.45 μm // Sov. J. Quantum Electron. 1988. V. 18. P. 73–74.
4.     Petricevic V., Gayen S.K., Alfano R.R., Yamagishi K., Anzai H., Yamaguchi Y. Laser action in chromium-doped forsterite // Applied Physics Letters. 1988. V. 52. N 13. P. 1040–1042.
5.     Verdun H.R., Thomas L.M. et al. Chromium-doped forsterite laser pumped with 1.06 mm radiation // Applied Physics Letters. 1988. V. 53. N 26. P. 2593–2595.
6.     Carrig T.J., Pollock C.R. Performance of a continuous-wave forsterite laser with krypton ion, Ti: sapphire, and Nd: YAF pump lasers // IEEE Journal of Quantum Electron. 1993. V. 29. N 11. P. 2835–2844.
7.     Beall G.N. Glass-ceramics for photonic applications // Glass Science and Technology: Glastechnische Berichte. 2000. V. 73. N 1 suppl C. P. 3–11.
8.     Ульяшенко А.М., Никоноров Н.В., Пржевуский А.К. Форстеритовая наностеклокерамика, активированная ионами Cr4+, для волоконных лазеров и усилителей // Известия РАН. Серия физическая. 2007. Т. 71. № 2. С. 171–174.
9.     Subbotin K.A., Smirnov V.A., Zharikov E.V., Iskhakova L.D., Senin V.G., Voronov V.V., Shcherbakov I.A. Nano-glass-ceramics containing chromium-doped LiGaSiO4 crystalline phases // Optical Materials. 2010. V. 32. N9. P. 896–902.
10.  Sharonov M.Yu., Bykov A.B., Owen S., Petricevic V., Alfano R.R., Beall G.H., Borelli N. Spectroscopic study of transparent forsterite nanocrystalline glass–ceramics doped with chromium // Journal of the Optical Society of America B: Optical Physics. 2004. V. 21. N 11. P. 2046–2052.
11.  Stookey S.D. Ceramic body and method of making it. Patent US 2971853, 1961.
12.  Jia W., Liu H., Jaffe S., Yen W.M., Denker B. Spectroscopy of Cr3+ and Cr4+ ions in forsterite // Physical Review B. 1991. V. 43. N 7. P. 5234–5242.
13.  Petricevic V. Laser and spectroscopic properties of chromium-doped forsterite. PhD Dissertation. The City University of New-York, 1990. 137 p.
14.Koepke C., Wishniewski K., Grinberg M., Russell D.L., Holliday K. Optical spectroscopy and excited state absorption of the ZAS (ZrO2-Al2O3-SiO2) glass doped with chromium // Journal of Luminescence. 1999. V. 81. N 4. P. 301–312.
15.Hommerich U., Eilers H., Yen W.M., Hayben J.S., Aston M.K. Near infrared emission at 1.35 μm in Cr doped glass // Journal of Luminescence. 1994. V. 60-61. P. 119–122.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика