📄Работа №32396
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ ИОНОВ Се3+ В АКТИВНЫХ СРЕДАХ УФ ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ СМЕШАННЫХ КРИСТАЛЛОВ LiSrxCa,-xAlF6:Ce3+
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
физика
Объем:
51 листов
Год:
2019
Просмотров:
215
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
1. Литературный обзор 4
1.1 Структура кристаллов LiCaAlF6 и LiSrAlF6 4
1.2 О методах выращивания кристаллов LiCAF 6
1.3 Энергетические состояния иона Ce3+ 7
1.4 Лазерные свойства кристаллов LiSri-xCaxAlF6:Ce 9
1.5 Решения по увеличению изоморфной емкости 13
2. Техника эксперимента 16
2.1 Рост кристаллов методом Бриджмена 16
2.2 Схемы экспериментальных установок оптической спектроскопии и
лазерного эксперимента 24
3. Результаты экспериментов 31
3.1 Оптическое качество кристаллов 31
3.2 Спектры поглощения 35
3.3 Спектры люминесценции 37
3.4 Кинетики люминесценции 40
3.5 Усилительные характеристики кристаллов 42
3.6 Лазерная генерация 44
Заключение 45
Список литературы
1. Литературный обзор 4
1.1 Структура кристаллов LiCaAlF6 и LiSrAlF6 4
1.2 О методах выращивания кристаллов LiCAF 6
1.3 Энергетические состояния иона Ce3+ 7
1.4 Лазерные свойства кристаллов LiSri-xCaxAlF6:Ce 9
1.5 Решения по увеличению изоморфной емкости 13
2. Техника эксперимента 16
2.1 Рост кристаллов методом Бриджмена 16
2.2 Схемы экспериментальных установок оптической спектроскопии и
лазерного эксперимента 24
3. Результаты экспериментов 31
3.1 Оптическое качество кристаллов 31
3.2 Спектры поглощения 35
3.3 Спектры люминесценции 37
3.4 Кинетики люминесценции 40
3.5 Усилительные характеристики кристаллов 42
3.6 Лазерная генерация 44
Заключение 45
Список литературы
📖 Введение
В современном мире лазеры стали незаменимыми. Они используются во многих сферах жизни: от медицины до информационной технологии, от изучения Земли до изучения галактик и т.д. Новейшие лазеры уже способны излучать рентгеновские диапазоны. Со временем лазерное излучение будет основным источник для жизнедеятельности человечества.
Современные лазеры на основе перспективных кристаллов со структурой кольквириит LiMeAlF6 (Me=Ca, Sr), активированные различными редкоземельными металлами, применяются в различных отраслях, в зависимости от длин волн излучения. Например, лазеры на кристаллах LiCaAlF6, LiSrAlF6, LiCai-xSrxAlF6 (допированные ионами Ce3+ являются хорошими источниками излучения) используются для системы зондирования LIDAR. Данная система способна выявлять сверхмалые количества вредных газов в атмосфере. Лазерные излучатели ультрафиолетового диапазона используются в медицине при борьбе с кожными заболеваниями: псориаз и витилиго. В настоящее время ведутся работы по исследованиям в этой области, в результате которых приблизиться к пониманию механизмуа УФБ - терапии витилиго, поиску оптимальных параметров воздействия УФ лучей для восстановления синтеза меланина.
Таким образом, в настоящее время стоит острая потребность в качественных лазерных источниках ультрафиолетового диапазона, востребованные в медицине и экологии. Для улучшения лазерных характеристик были предприняты попытки вырастить кристаллы LiCAF:Ce с концентрациями 1,5-2%. Но это только приводило к ухудшению оптического качества из-за низкой изоморфной емкости кристаллической матрицы. Целью данной работы является выращивание кристаллов методом Бриджмена, исследование методом оптической спектроскопии высококонцентрированных кристаллов LiCaAlF6: Ce3+ и проведение лазерных экспериментов.
Современные лазеры на основе перспективных кристаллов со структурой кольквириит LiMeAlF6 (Me=Ca, Sr), активированные различными редкоземельными металлами, применяются в различных отраслях, в зависимости от длин волн излучения. Например, лазеры на кристаллах LiCaAlF6, LiSrAlF6, LiCai-xSrxAlF6 (допированные ионами Ce3+ являются хорошими источниками излучения) используются для системы зондирования LIDAR. Данная система способна выявлять сверхмалые количества вредных газов в атмосфере. Лазерные излучатели ультрафиолетового диапазона используются в медицине при борьбе с кожными заболеваниями: псориаз и витилиго. В настоящее время ведутся работы по исследованиям в этой области, в результате которых приблизиться к пониманию механизмуа УФБ - терапии витилиго, поиску оптимальных параметров воздействия УФ лучей для восстановления синтеза меланина.
Таким образом, в настоящее время стоит острая потребность в качественных лазерных источниках ультрафиолетового диапазона, востребованные в медицине и экологии. Для улучшения лазерных характеристик были предприняты попытки вырастить кристаллы LiCAF:Ce с концентрациями 1,5-2%. Но это только приводило к ухудшению оптического качества из-за низкой изоморфной емкости кристаллической матрицы. Целью данной работы является выращивание кристаллов методом Бриджмена, исследование методом оптической спектроскопии высококонцентрированных кристаллов LiCaAlF6: Ce3+ и проведение лазерных экспериментов.
✅ Заключение
В результате данной работы методом Бриджмена-Стокбаргера были выращены монокристаллы состава LiSrxCai-xAlF6 (x=0, 0,2, 0,5, 0,8, 1), активированные ионами Ce3+ в количестве 1 ат.%. При росте задавалась определенная ориентация. Из выращенных кристаллов були были подготовлены образцы для исследований методами спектроскопии и лазерных экспериментов.
Построен гомологический ряд с одинаковой кристаллической структурой серии кристаллов LiSrxCa1-xAlF6 по результатам рентгеновской дифрактометрии. Оптическое качество кристаллов были подтверждены с помощью интерферометрических исследований.
Определен оптимальный химический состав и способы предварительной очистки отдельных компонент шихты для роста кристаллов LiSrxCa1-xAlF6:Ce высокого оптического качества.
Результаты исследований поглощения по длине кристалла показали значительный градиент распределение ионов Ce3+ с увеличением количества примеси в области верхушки кристаллов.
Исследования усиления света в образцах LiSrxCa1-xAlF6:Ce показали, что смешанные кристаллы при низкой концентрации ионов Ce3+ характеризуются более высоким значением коэффициента усиления. А при увеличении концентрации активатора начинает появляться эффект образования центров окраски и наведенного поглощения для кристаллов LiSrAlF6 и смешанных LiSrxCa1-xAlF6.
При сравнении спектров люминесценции, зарегистрированных при разных температурах, была замечена значительная передача энергии между примесными центрами различных типов. Однако при этом в смешанной структуре один из типов центров проявляется в меньшей степени. Проведенные исследования кинетики люминесценции в образцах LiSrxCa1-xAlF6:Ce показали, что времена жизни для примесных центров одного и того же наименования не отличаются. По-видимому, вероятность образования одного из типов центра в смешанной структуре значительно меньше чем в несмешанном, а увеличение коэффициента поглощения определено увеличением концентрации первого и второго типов центров.
На подготовленном активном элементе LiCaAlF6:Ce3+ (1,2ат.%) была собрана лазерная установка. Достигнутое выходное лазерное излучение получилось с порогом генерации около 3.5 мДж и дифференциальный КПД больше чем 47%. В спектрально-селективном резонаторе активный элемент показал настройку длины волны излучения от 281 до 312 нм.
Соискатель выражает благодарность младшему научному сотруднику лаборатории МРС И КЭ Института физики КФУ Шавельеву А. А. за помощь и участие в подготовке, проведении и анализе результатов экспериментов по выращиванию кристаллов, оптической спектроскопии, лазерного эксперимента.
Построен гомологический ряд с одинаковой кристаллической структурой серии кристаллов LiSrxCa1-xAlF6 по результатам рентгеновской дифрактометрии. Оптическое качество кристаллов были подтверждены с помощью интерферометрических исследований.
Определен оптимальный химический состав и способы предварительной очистки отдельных компонент шихты для роста кристаллов LiSrxCa1-xAlF6:Ce высокого оптического качества.
Результаты исследований поглощения по длине кристалла показали значительный градиент распределение ионов Ce3+ с увеличением количества примеси в области верхушки кристаллов.
Исследования усиления света в образцах LiSrxCa1-xAlF6:Ce показали, что смешанные кристаллы при низкой концентрации ионов Ce3+ характеризуются более высоким значением коэффициента усиления. А при увеличении концентрации активатора начинает появляться эффект образования центров окраски и наведенного поглощения для кристаллов LiSrAlF6 и смешанных LiSrxCa1-xAlF6.
При сравнении спектров люминесценции, зарегистрированных при разных температурах, была замечена значительная передача энергии между примесными центрами различных типов. Однако при этом в смешанной структуре один из типов центров проявляется в меньшей степени. Проведенные исследования кинетики люминесценции в образцах LiSrxCa1-xAlF6:Ce показали, что времена жизни для примесных центров одного и того же наименования не отличаются. По-видимому, вероятность образования одного из типов центра в смешанной структуре значительно меньше чем в несмешанном, а увеличение коэффициента поглощения определено увеличением концентрации первого и второго типов центров.
На подготовленном активном элементе LiCaAlF6:Ce3+ (1,2ат.%) была собрана лазерная установка. Достигнутое выходное лазерное излучение получилось с порогом генерации около 3.5 мДж и дифференциальный КПД больше чем 47%. В спектрально-селективном резонаторе активный элемент показал настройку длины волны излучения от 281 до 312 нм.
Соискатель выражает благодарность младшему научному сотруднику лаборатории МРС И КЭ Института физики КФУ Шавельеву А. А. за помощь и участие в подготовке, проведении и анализе результатов экспериментов по выращиванию кристаллов, оптической спектроскопии, лазерного эксперимента.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.