Belső frekvenciakétszerező lézerkristályok növesztése és spektroszkópiai vizsgálata = Growth and spectroscopic study of self-frequency doubling laser crystals

摘要

A munkák a kutatási tervnek megfelelően folytak, az YAl3(BO3)4, (YAB), Bi2TeO5, (BTO), és LiNbO3, (LN) kristályokon. A vizsgálatokhoz ritkaföldfémekkel (RE) adalékolt YAB, BTO és LN kristályokat növesztettünk. Nagyfelbontású (0.01-0.5 cm-1) abszorpciós mérésekkel meghatároztuk YAB:Dy, Er és Ho, BTO:Ho, Er, Yb és Tm kristályokban az RE3+ ionok term diagramját a Stark komponensekkel. A kristálytér számítások a kisérleti szinképekkel jó egyezést adtak. YAB:Er kristályban a bór izotóphatását is tartalmazó vibronikus átmeneteket azonosítottunk. YAB:Ho kristályok szinképében szilárd fázisban ritkán megfigyelhető jelenséget, a 165Ho izotóp mágneses magmomentumából eredő hiperfinom felhasadást azonosítottunk, amit számitásokkal igazoltunk. A BTO:RE kristályokban a kisérleti szinképek és számítások alapján meghatároztuk az RE3+ ionok beépülését (Bi helyek). Meghatároztuk YAB:Dy, Er, BTO:Ho, Er, Yb, Tm kristályokban az RE3+ ionok gerjesztési és emissziós szinképeit, valamint a lumineszcencia kinetikai jellemzőit. A Judd-Ofelt számitások illesztései alapján számos átmenetnél lehetséges lézerhatás. Energiaátadást azonosítottunk YAB:Yb,Tm és BTO:Yb,Tm kettősen adalékolt kristályokban Tm--Yb és Yb--Tm irányokban, az utóbbi esetben a Tm-szinteken felgerjesztéssel kombinálva, valamint LN:Tb,Eu kristályokban a Tb--Er és Er--Tb irányban, LN:Er és LN:Tb kristályokban a gazdarács -- RE-ion irányban. A feladatokban olasz, lengyel, mexikói és USA partnerek vettek részt. | The investigations, according to the project plan, were performed on YAl3(BO3)4, (YAB), Bi2TeO5, (BTO) and LiNbO3, (LN) crystals. Rare-earth (RE) doped YAB, BTO and LN crystals were grown for the studies. The energy levels and their Stark components of the RE3+ ions were determined in YAB:Dy, Er, Ho and BTO:Ho, Er, Yb, Tm crystals by high resolution (0.01-0.5cm-1) absorption spectroscopy. The performed crystal field calculations were in good agreement with the experiments. Vibronic transitions including boron isotope effect were identified in the YAB:Er spectra. Hyperine splitting was observed in the YAB:Ho spectra due to the nuclear moment of the 165Ho isotope, what was unique experience in condensed state. In BTO:RE crystals the spectra and calculations verified the RE3+-incorporation into Bi-sites. Excitation and emission spectra of RE3+ ions were determined in YAB:Dy, Er and BTO:Ho, Er, Yb, Tm crystals, and the kinetics of the luminescence was followed by pulse excitation. The Judd-Ofelt calculations predict laser effects for several transitions in the above systems. Energy transfer was identifeied in YAB:Yb,Tm and BTO:Yb,Tm double doped crystals in both Tm--Yb and Yb--Tm directions. This later was combined with up-conversion within the Tm-manifolds. In LN:Tb,Eu crystals Tb--Er and Er--Tb transwer were observed, while in LN:Er and LN:Tb crystals to the host--RE-ion directions. Italian, Polish, Mexican and US institutes participated in the program.