Способ получения активной лазерной среды на основе монокристалла фторида лития с f2 центрами

 

Изобретение относится к области квантовой электроники, к лазерам на центрах окраски в кристаллах. Цель изобретения - повышение стабильности концентрации F₂ - центров. Кристалл фторида лития облучают сильноточными импульсами электронов с длительностью 10 нс. Энергию электронов устанавливают 200 кэВ, ток в пучке электронов . Облучение проводят при комнатной температуре. За 50 с кристалл облучают 300 импульсами. Использованная величина облучения равна 0,8τ, где τ время жизни анионных вакансий. Эксперименты показали необходимость выбора времени облучения от 0,1 до 5τ для повышения стабильности концентрации F₂ - центров.

Изобретение относится к области квантовой электроники, к способам изготовления лазерных сред на основе монокристаллов с центрами окраски и может быть использовано при создании плавно перестраиваемых по частоте квантовых усилителей и генераторов, работающих при комнатной температуре в области 0,65-0,75 мкм. Целью данного изобретения является повышение стабильности концентрации F₂-центров. П р и м е р 1. Для получения лазерной среды кристалл фтористого лития облучают сильноточными импульсами электронов с длительностью 10 нс. Энергию электронов устанавливают 200 кэВ, ток в пучке электронов 400 А. Облучение проводят при комнатной температуре. За 50 с кристалл облучают 300 импульсами. Использованная величина времени облучения равна 0,8τ , где τ - время жизни анионных вакансий при комнатной температуре, которое равно 60 с. Для того, чтобы не происходило нагревание кристалла при облучении, толщина использованного кристалла (1 см) была значительно больше глубины проникновения электронов в кристалл (70 мкм), а сечение кристалла (1 х 2 см²), было значительно больше облучаемой площади (0,1 х 0,3 см²). В облученных кристаллах содержались F₂-центры, о наличии которых судили по полосе их оптического поглощения (441 нм) в спектрах поглощения. Спектры были измерены с помощью спектрофотометра "Спекорд". Для излучения полученной лазерной среды в зависимости от времени хранения вначале спектры измерялись через 40 ч после облучения, когда уже закончились переходные процессы в кристалле, связанные с разрушением F₂ центров и их преобразованием в F₂-центры. Затем спектры измерялись повторно после хранения кристалла в течение 50 сут. Снижение концентрации не наблюдается. П р и м е р 2. Условия выполнения способа и параметры режимов аналогичны примеру 1, но время облучения было установлено равным 5 мин, что соответствует 5τ . Спектры поглощения полученной при этом лазерной измерены через 40 ч и 50 сут хранения кристалла при комнатной температуре. Снижения концентрации не наблюдается. П р и м е р 3. Условия и режим выполнения операции те же, что и в примерах 1 и 2. Отличие лишь в том, что время облучения было равно 6 с, что составляет 0,1 τ . Как и в предыдущих примерах в кристалле образуются F₂-центры окраски. Однако отвод тепла из облучаемой зоны кристалла уже не обеспечивался. Температура кристалла повышалась. При этом ускорялись процессы агрегации центров, увеличивающие потери в лазерной среде. Кроме того, не успевало происходить стекание зарядов, введенных в кристалл электронов, что приводило к возникновению трещин в образце, вследствие электрического пробоя. Поэтому дальнейшее сокращение времени облучения нецелесообразно. П р и м е р 4. Для излучения влияния продолжительности облучения на стабильность лазерной среды была приготовлена лазерная среда способом, в котором длительность облучения была значительно больше времени жизни анионных вакансий и составляла 4 ч (240τ ). Другие условия и режимы облучения оставались прежними. Также как и для лазерных сред, полученных предложенным способом, были измерены спектры поглощения через 40 ч и 50 сут, наблюдается снижение концентрации F₂-центров в два раза. При продолжительности облучения t порядка времени жизни анионных вакансий (0,1 τ < Δt < 5τ ) не наблюдается снижение концентрации F2-центров в полученных лазерных средах в течение 50 сут. При времени облучения значительно больше наблюдается спад концентрации F₂-центров через 50 сут примерно в 2 раза. Когда используется продолжительность облучения порядка или меньше времени жизни анионных вакансий, ионные процессы в кристалле, приводящие к образованию сложных агрегатных центров, не эффективны. Поэтому полученные лазерные среды характеризуются низкими потерями. Использование предлагаемого изобретения по сравнению с известными дает следующие преимущества: стабильность лазерных сред, низкие потери излучения в лазерных средах.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ МОНОКРИСТАЛЛА ФТОРИДА ЛИТИЯ С F*002-ЦЕНТРАМИ по авт. св. N 1322948, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности концентрации F₂-центров, облучение электронами производят в течение интервала времени от 0,1 до τ , где t - время жизни анионной вакансии.