Вещество для активных сред и пассивных лазерных затворов

 

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к твердотельным активным материалам и пассивным модуляторам добротности резонаторов лазеров. Цель изобретения - увеличение концентрации рабочих F^-₂ центров окраски. В лазерное вещество на основе фторида лития с примесью гидрида лития с F^-₂ центрами окраски введен в процессе его подготовки фторид магния в концентрации 0,004 - 0,08 мол.% при концентрации гидрида лития 0,02 - 0,3 мол.% с последующим облучением ионизирующим излучением дозой (0,1-3)·10⁶ при температуре, близкой к комнатной. 1 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к твердотельным активным материалам оптических квантовых устройств и пассивным модуляторам добротности резонаторов лазеров, и может быть использовано при изготовлении активных элементов плавно перестраиваемых по частоте оптических квантовых генераторов и усилителей ближнего инфракрасного диапазона, а также нелинейных насыщающихся фильтров для модуляции добротности, широко используемых в технике неодимовых твердотельных лазеров, для пассивной синхронизации мод, развязки усилительных каскадов. Цель изобретения - повышение концентрации рабочих F₂^--центров. На чертеже приведены дозовые зависимости накопления рабочих F₂^--центров окраски. Увеличение концентрации рабочих центров обусловлено следующим процессом. Примесные ионы водорода H^- в процессе облучения кристаллов служат эффективными поставщиками электронов, тем самым способствуя более быстрому накоплению отрицательно заряженных F-агрегатных центров окраски. Примесные магниевые центры способствуют стабилизации положительных центров окраски и дырочных центров, повышая тем самым уровень термодинамического равновесия между положительными и отрицательными радиационными дефектами, а, следовательно, и уровень концентрации рабочих F₂^--центров окраски. Монокристаллы фторида лития синтезировались методом Стокбаргера из сырья LiF квалификации "ОСЧ". В шихту добавлялись примеси гидрида лития и фторида магния и выращивание проводилось в атмосфере водорода. Для создания центров окраски выращенные кристаллы облучались рентгеновским излучением дозой (0,1-3) ˙ 10⁶ Гр при температуре, близкой к комнатной. В кристаллах фторида лития с содержанием водорода LiH ниже 0,02 мол.% и ионов магния MgF₂ ниже 0,004 мол.% концентрация рабочих F₂^--центров меньше или такая же, как в кристаллах без примеси фторида магния. Эти данные определяют нижний предел концентрации примесей. В кристаллах с содержанием водорода выше 0,1 мол.% происходит постепенное уменьшение эффективности образования всех F-агрегатных центров и при концентрации 0,32 мол.% эффективность накопления F₂^--центров окраски становится низкой. Концентрация примеси ионов магния более 0,08 мол.% приводит к нежелательному увеличению неактивных потерь в образцах. Средняя концентрация примесей 0,004 мол.% LiH и 0,045 мол.% MgF₂ дает максимальный положительный эффект. На чертеже показаны дозовые зависимости D накопления рабочих F₂^--центров окраски в различных образцах активных сред, измеренные по оптическим спектрам поглощения (кривая 1 представляет собой кривую накопления рабочих центров в кристалле фторида лития беспримесного, кривая 2 - в кристалле фторида лития с добавкой 0,12 мол.% MgF₂, кривая 3 - в кристалле фторида лития с добавкой 0,004 мол.% LiH и 4 - кривая накопления F₂^- -центров окраски в лазерном веществе - фториде лития с 0,045 мол.% MgF₂ и 0,04 мол.% LiH (средние концентрации примесей). Из сопоставления кривых видно, что коэффициент поглощения К в области поглощения F₂^- -центров окраски, который прямо пропорционален их концентрации, в предложенном лазерном веществе значительно выше (примерно в 3-4 раза). Особенно заметное превышение наблюдается при малых дозах облучения 10³-2 ˙ 10⁶ Гр.

Формула изобретения

ВЕЩЕСТВО ДЛЯ АКТИВНЫХ СРЕД И ПАССИВНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ЗАТВОРОВ на кристаллах LiF с F^-₂-центрами окраски, содержащее ионы Mg⁺⁺ и водорода, отличающееся тем, что, с целью повышения концентрации рабочих F^-₂-центров, оно содержит водород в концентрации 0,02 - 0,32 мол.% и Mg⁺⁺в концентрации 0,004 - 0,08 мол.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1