Активные среды перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов структуры кольквиирита, тисонита и шеелита, активированных редкоземельными ионами - Автореферат

На правах рукописи 01.04.05 - оптика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Активные среды перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов структуры кольквиирита, тисонита и шеелита, активированных редкоземельными ионами СЕМАШКО В.В. Казань - 2009 Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории магнитной радиоспектроскопии и квантовой электроники ГОУВПО «Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина» Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, чл.-корр. РАН, проф. Басиев Тасолтан Тазретович доктор физико-математических наук, проф. Фишман Александр Израилович доктор физико-математических наук Андрианов Сергей Николаевич Ведущая организация: Институт лазерной физики Научно-производственной корпорации Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова Защита состоится « 18 » июня 2009 г. в 14 ч. Общая характеристика работы Актуальность проблемы Тенденция использования в передовых высокотехнологических процессах когерентного излучения с всё более короткими длинами волн требует направленного поиска материалов для приборов квантовой электроники и оптических систем ультрафиолетового (УФ) и вакуумно-ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов спектра. По этим причинам подобные исследования и разработки признаны приоритетными, пользуются государственной поддержкой в странах Европейского Союза, США, Японии, Китая, в ряде наиболее интенсивно развивающихся стран и полностью соответствуют приоритетным направлениями развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (РФ) [1], а неизбежно разрабатываемые в процессе таких исследований технологии получения новых кристаллических материалов со специальными или прогнозируемыми свойствами подпадают под класс технологий, признанных в РФ критическими [2]. Альтернативным и в то же время очевидным способом, позволяющим реализовывать перестраиваемое лазерное излучение непосредственно в УФ и ВУФ диапазонах спектра с желаемыми характеристиками и при этом одновременно избежать большинства вышеперечисленных недостатков, является использование в качестве рабочих лазерных переходов межконфигурационных 4fn-15d-4fn переходов редкоземельных ионов (РЗИ) в кристаллах. Однако несмотря на кажущуюся простоту реализации твердотельных лазеров УФ и ВУФ диапазона спектра до исследований, составляющих суть настоящей работы, были известны только три активированных кристаллических материала, способных генерировать лазерное излучение в указанных спектральных областях. Целью работы является создание высокоэффективных активных сред для перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами, и исследование их спектрально-кинетических и лазерных свойств. На межконфигурационных 5d-4f переходах ионов Ce3 в кристаллах LiCaAlF6:Ce3 и LiLuF4:Ce3 реализовано эффективное усиление и генерация импульсов УФ лазерного излучения сверхкороткой длительности. Личный вклад автора заключается · в постановке задач по проблемам преодоления влияния индуцированных излучением накачки динамических процессов в активированных кристаллах с целью создания новых эффективных кристаллических активных сред лазеров УФ и ВУФ диапазонов; · в проведении спектроскопических исследований фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами в области их 4fn-15d-4fn межконфигурационных переходов (часть исследований выполнялась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С., Марисовым М.А. и Нуртдиновой Л.А., кристаллические образцы для исследований были изготовлены Абдулсабировым Р.Ю. и Кораблёвой С.Л.); · в разработке методик лазерно-спектроскопических экспериментов, приведённых в диссертации (при постановке методики автор консультировался с Дубинским М.А и Наумовым А.К.); · в предложении и реализации кристаллохимического способа подавления процессов соляризации фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами и улучшения лазерных характеристик активных сред на их основе (выращивание кристаллов осуществлялось Абдулсабировым Р.Ю., Кораблевой С.Л., Марисовым М.А. и Гордеевым Е.Ю., часть исследований оптических свойств образцов в режиме интенсивного возбуждения проводилась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С. и Марисовым М.А.); · в постановке и проведении «pump-probe» экспериментов и экспериментов, направленных на достижение эффекта лазерной генерации, их интерпретации и обобщении полученных результатов в публикациях (часть «pump-probe» экспериментов проводилось совместно с Наумовым А.К. и Низамутдиновым А.С., часть исследований лазерных характеристик - совместно с Наумовым А.К. и Дубинским М.А., при интерпретации результатов лазерных тестов автор консультировался с Малкиным Б.З.).