WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


«Оптические свойства ионных кристаллов с радиационными и примесными центрами окраски-01.04.05 - оптика»

Автореферат диссертации

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

“ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ИМЕНИ Б.И. СТЕПАНОВА

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ”

 

УДК 535.34:535.37:548.4:539.1.043

КАЛИНОВ

ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ

 

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ С РАДИАЦИОННЫМИ И ПРИМЕСНЫМИ ЦЕНТРАМИ ОКРАСКИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

по специальности 01.04.05 - Оптика

 

 

 

 

 

 

Минск, 2012

 


Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси»

Научный консультант:        Войтович Александр Павлович,

академик, доктор физико-математических наук, профессор, ГНУ «Институт физики им. Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси», заведующий лабораторией лазерной спектроскопии

Официальные оппоненты:  Гапоненко Сергей Васильевич,

член-корреспондент НАН Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор, ГНУ «Институт физики им. Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси», заведующий лабораторией нанооптики

Воропай Евгений Семенович,

доктор физико-математических наук, профессор, Учреждение образования «Белорусский государственный университет», заведующий кафедрой лазерной физики и спектроскопии

Маляревич Александр Михайлович,

доктор физико-математических наук, профессор, Учреждение образования «Белорусский национальный технический университет», декан приборостроительного факультета

Оппонирующая организация – Научно исследовательское учреждение "Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета"

         Защита состоится 06  марта 2012 г. в 14-30 на заседании совета по защите диссертаций Д 01.05.01 при Государственном научном учреждении «Институт физики им. Б.И. Степанова Национальной академии наук

Беларуси», адрес: 220072 Минск, пр. Независимости 68,

E-mail: ifanbel@ifanbel.bas-net.by, тел. 284-25-95.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики им. Б.И.Степанова.

Автореферат разослан 27   января     2012 г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций

доктор физ.-мат. наук                                                          В.В. Филиппов                    

ВВЕДЕНИЕ

  • Целенаправленное изменение физических свойств твердотельных материалов очень успешно, как свидетельствуют многочисленные примеры, осуществляется методами введения или изменения концентраций определенных примесных и (или) собственных радиационных дефектов.

Примесные и радиационные дефекты структуры, несмотря на относительно малое количество, могут сильно влиять, а часто и полностью определять важнейшие характеристики кристаллических и аморфных материалов, например, некоторые их оптические параметры.

Под действием ионизирующих излучений (рентгеновские и гамма кванты, электроны, нейтроны, ионы) происходят значительные изменения структуры твердого тела. Ионизирующая радиация создает новые и преобразует существующие дефекты в кристаллической решетке. Образование радиационных дефектов используется как эффективный технологический прием для получения материалов с заданными свойствами и как возможность для измерения дозы радиационного облучения.

Процессы образования радиационных дефектов в диэлектриках зависят как от условий облучения и вида радиации, так и от свойств материалов. Наиболее детально они изучены в щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК). ЩГК, обладающие простой и хорошо изученной кристаллографической и электронной структурой, являются исключительно благоприятной системой для исследования дефектов различного рода. Они могут быть сравнительно легко по сравнению с другими кристаллами получены в относительно чистом и совершенном виде. Физические и химические свойства ЩГК весьма чувствительны к присутствию первичных дефектов: дырок, вакантных узлов, межузельных ионов и атомов, примесных атомов и дислокаций. Большинство исследований радиационных центров окраски (ЦО), результаты которых изложены в данной работе, проведены с ЩГК.

Для создания эффективных твердотельных перестраиваемых лазеров нужны кристаллические материалы с широкими полосами излучения и минимальными значениями коэффициентов стационарного и наводимого накачкой пассивного поглощения в области генерации. Поэтому при разработке активных сред таких лазеров необходимыми являются исследования условий возникновения в кристаллах люминесцирующих центров, их структуры, схемы энергетических уровней, процессов преобразования поглощенной энергии, дезактивации возбужденных состояний.

Наряду с объемными кристаллами представляет интерес создание оптических центров в пленочных структурах. Тонкослойные поликристаллические или кристаллические структуры нанометрового размера с радиационными (ЦО) технологически привлекательны для использования в микроэлектронике и интегральной оптике.

В настоящей работе исследуются оптические характеристики кристаллов с примесными и радиационными центрами окраски. Изучаются процессы образования  радиационных ЦО различной степени агрегации в сапфире, флюорите, карбонатах лития и кальция, ряде ЩГК. Устанавливаются различия в формировании радиационных ЦО в объемных кристаллах и наноразмерных структурах. В качестве ионизирующей радиации используются потоки электронов, нейтронов, гамма излучение, в отдельных случаях рассматриваются преобразования ЦО при воздействии ультрафиолетового (УФ) излучения. Образование, агрегация, преобразования радиационных ЦО исследуются оптическими методами.

Подробно изучаются фотолюминесцентные характеристики примесных и радиационных ЦО в различных матрицах. Анализируются спектры поглощения (СП), люминесценции (СЛ) и возбуждения люминесценции (СВЛ), времена жизни и квантовый выход фотолюминесценции.

Полученные результаты используются для создания активных сред перестраиваемых лазеров. Исследуются характеристики таких лазеров. Вносятся предложения и обсуждаются возможности применения полученных данных в оптике, оптоэлектронике, в том числе для создания световодов, структур с высоким пространственным разрешением, для дозиметрии ионизирующего излучения.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

 

Связь работы с крупными научными программами

(проектами) и темами

Тема диссертации соответствует утвержденному научному плану работ Института физики НАН Беларуси и приоритетным направлениям фундаментальных и прикладных научных исследований на 2006-2010 гг.:

– (7) конкурентоспособные изделия радио-, микро-, нано-, СВЧ- и силовой электроники, микросенсорики, лазерно-оптической техники, разработка новых приборов, в том числе для научных целей:

– (7.1) взаимодействие лазерного излучения с различными средами и объектами, развитие физических основ новых лазерных технологий и техники, новых типов вакуумных СВЧ-генераторов и усилителей сверхбольшой мощности;

– (7.2) оптические методы исследования структуры и свойств вещества, атомно-молекулярные и плазмодинамические процессы для получения новых материалов, приборов и наукоемких технологий;

– (7.3) физические и химические процессы в полупроводниках, тонких слоях и пленках твердого тела и на границах раздела фаз,

прикладные научные исследования;

– (7.5) материалы с новыми свойствами, обеспечивающие создание опто-, микро- и наноэлектронных устройств, схемотехнические решения для построения таких устройств;

– (7.6) оптические, электронные приборы и оборудование, включая лазерно-оптические оборудование и технологии; аналитическое оборудование и приборы контроля качества и сертификации; опто-, микро-, и наноэлектронные системы и устройства.

Основные результаты, положенные в основу настоящей диссертационной работы, получены в соответствии с плановыми заданиями Государственных (Республиканских) комплексных программ фундамен­тальных исследований в области естественных наук в рамках тем:

– «Cпектроскопическое исследование радиационных центров окраски в Al2O3, LiF, кристаллической и стеклообразной двуокиси кремния» (1986-1990 гг., Оптика 2.34, № госрегистрации 81023694);

– «Изучение оптическими методами новых твердотельных сред для оптической, электронной, химической и других отраслей промышленности» (1991-1995 гг., Спектроскопия 3.15, № госрегистрации 01860010411);

– «Исследование оптических свойств и структуры объемных и тонкопленочных диэлектрических сред с радиационными и примесными дефектами» (1996-2000 гг., Фотон 23, № госрегистрации 19963271);

– «Спектроскопия и люминесценция молекулярных и супрамолекулярных систем» (2000-2005 гг., Спектр 04, № госрегистрации 20014295);

– «Разработка электронных систем мониторинга радиационно-опасных объектов на основе перспективных материалов и структур регистрации ионизирующего излучения» (2006-2010 гг., Электроника 4.16, № госрегистрации 20067050).

– «Исследование дефектов и их оптических свойств в кристаллах и кристаллических структурах с целью разработки элементов детектирования ионизирующей радиации и преобразователей оптического излучения» (2006-2010 гг., Кристаллические и молекулярные структуры 18, № госрегистрации 20067054).

Ряд исследований выполнен в рамках проектов Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований:

– «Исследование микроструктурных и оптических свойств периодических пленочных структур с наноразмерными кристаллами для разработки интегрируемых источников и модуляторов излучения видимого диапазона» (2003-2005 гг., Ф03-330, № госрегистрации 20031779);

– «Изучение физики центров окраски в LiF нанокристаллах с целью разработки миниатюрных широкополосных излучателей и элементов детектирования в дозиметрии» (2005-2007 гг., Ф05МС-033, № госрегистрации 20051908);

– «Природа кинетических частиц, определяющих эволюцию оптических свойств объемных образцов, поверхностных слоёв и тонких плёнок облучённых кристаллов фторида лития» (2008-2010 гг., Ф08Р-209, № госрегистрации 20082691);

Часть результатов получена в рамках научного сотрудничества с Итальянским агентством по новым технологиям и альтернативным источникам энергии ENEA в исследовательском центре Frascati (Рим).

Цель и задачи исследования

Целью настоящей диссертационной работы являлось выявление возможностей управления оптическими характеристиками кристаллов  и тонких пленок с радиационными и примесными ЦО, установление оптическими методами новых закономерностей и особенностей дефектообразования в кристаллических материалах при радиационном воздействии на них или при их активировании примесными элементами, выяснение и демонстрация возможностей использования полученных результатов для разработки новых активных сред лазеров, перспективных элементов оптоэлектроники и нахождения радиационных свойств оптических материалов.

Для достижения цели потребовалось решение следующих задач:

– Разработать методы исследования люминесценции сред, содержащих различные компоненты или различные центры свечения с перекрывающимися полосами поглощения или люминесценции и поглощения.

  • Изучить образование радиационных дефектов в объемных монокристаллах СаF2, CaCO3, Li2CO3, Al2O3, ЩГК в зависимости от их химического состава и условий облучения. Найти основные факторы, определяющие селективное создание различных типов агрегатных ЦО, а также различия в формировании ЦО гамма квантами и электронами.
  • Установить структуру возбужденных состояний, процессы преобразования энергии, поглощенной радиационными ЦО, и перераспределения энергии возбуждения по уровням возбужденного состояния.
  • Исследовать спектрально-люминесцентные характеристики сложных оксидов (разупорядоченных кристаллов со структурой Сa-галлогерманатов и гранатов,) легированных трехвалентным хромом, а также сапфира с примесью магния и европия. Выяснить влияние температуры, интенсивности возбуждения, концентрации примесных дефектов на спектры фотолюминесценции.
  • Осуществить поиск новых активных твердотельных сред для расширения диапазона перестройки частоты генерации и изучить генерационные характеристики при лазерной и ламповой накачке кристаллов сложных легированных оксидов, а также Аl2O3, LiF с радиационными ЦО, исследовать термическую и деградационную стойкость лазерных ЦО.
  • Изучить образование радиационных ЦО в пленках ЩГК, исследовать структурные характеристики тонкопленочных образцов, определить изменения коэффициента преломления при формировании ЦО, провести сравнение оптических характеристик радиационно окрашенных тонкопленочных структур с объемными кристаллами.

– Установить закономерности термолюминесцентных (ТЛ) процессов в кристаллах LiF и идентифицировать пики ТЛ кривых относительно типов ЦО. Разработать методику расчета ТЛ параметров.

Положения, выносимые на защиту

1. В облученных нейтронами кристаллах сапфира вследствие различий температурной области подвижности элементарных, а также степени фотоустойчивости агрегатных дефектов, выбором параметров (доза облучения, температура и время отжига, длина волны фотовоздействия) возможно селективное формирование определенных типов центров окраски, отличающихся зарядовым состоянием, числом вакансий, и достижение максимальных значений соответствующих им коэффициентов поглощения и усиления.

2. Формирование результирующей F-полосы поглощения (с максимумом в области 250 нм) в результате радиационного воздействия на кристаллы фторида лития происходит вследствие  суперпозиции основной полосы поглощения центров F1, полосы поглощения во второе возбужденное состояние центров F3+ и полосы поглощения в третье возбужденное состояние центров F2. Диполи, ответственные за полосы поглощения F3+ с длинами волн 245 нм (поглощение из основного состояния во второе возбужденное) и 445 нм (основная полоса), ориентированы ортогонально, причем дипольный момент основной полосы поглощения центров F3+ ориентирован под углом 450 к ребру решетки (параллельно оси <111>).

3. Для люминесценции и поглощения радиационных центров окраски  F3+ в кристаллах фторида лития с момента включения возбуждающего излучения до достижения стационарных значений характерны переходные процессы с длительностью десятки секунд, обусловленные наличием системы триплетных уровней. В температурном диапазоне от 4,2 К до 270 К время жизни нижнего триплетного состояния определяется в первую очередь излучательной релаксацией.

4. При облучении кристаллов  фторида лития ионизирующим излучением в условиях неподвижности анионных вакансий набор создаваемых дефектов ограничивается одновакантными (F1, F1–) центрами.  Последующий отжиг при температурах, превышающих пороговую температуру подвижности вакансий, позволяет осуществить селективное формирование агрегатных центров окраски F3+ с одновременным уменьшением поглощения в области их люминесценции. Такая селективность обеспечивает условия создания активной среды на основе кристаллов LiF с центрами окраски F3+ для получения генерации с длинами волн, перестраиваемыми в спектральном диапазоне с центром 540 нм, которая является наиболее коротковолновой для генерации на собственных радиационных дефектах в кристаллах.

5. Концентрации и соотношения концентраций различных типов радиационных центров окраски, образующихся в кристалле в результате радиационного облучения, различны  в его объеме и в приповерхностном слое, причем различия зависят от  знака разности температуры облучения и температуры подвижности анионных вакансий. При вынесении слоя из объема на поверхность релаксация объемных значений концентраций и их соотношений к поверхностным происходит в течение нескольких десятков часов.

6. Спектры возбуждения фотолюминесценции центров свечения с перекрывающимися полосами поглощения описываются формулой, позволяющей восстанавливать истинные спектры возбуждения люминесценции из экспериментально измеренных, определять коэффициенты поглощения и квантовые выходы люминесценции центров, находящихся в многокомпонентных средах с суммарной оптической плотностью, превосходящей единицу. Искажения интенсивности люминесценции вследствие наличия реабсорбции для различных схем измерения выражаются математическими уравнениями, которые возможно использовать для корректного определения контуров, ширин, частот максимумов полос фотолюминесценции центров свечения в поглощающих средах.

7. Термолюминесцентные пики в температурной области выше 25 0С номинально чистых радиационно облученных кристаллов фторида лития обусловлены распадом  F3+, F3, F2 и F-подобных центров окраски. При этом температура пиков коррелирует с температурой распада центров окраски определенного типа .

8. Температурные зависимости оптического двулучепреломления, полуширин и длин волн максимумов полос люминесценции примесных ионов Cr3+ в разупорядоченных кристаллах Ca-галлогерманатов характеризуются ступенчатым характером, обусловленным фазовыми переходами.

Личный вклад соискателя

Содержание диссертации отражает личный вклад автора в опубликованные работы, результаты которых составляют основу диссертации. Вклад автора включает выбор направлений исследований, обоснование и постановку конкретных научных задач, определение путей их решения, получение и интерпретацию экспериментальных данных. Основные результаты получены автором самостоятельно.

Научный консультант академик А.П. Войтович участвовал в формировании основного научного направления работы, совместно с ним ставился ряд научных задач, осуществлялся анализ, и проводилось обсуждение полученных результатов.

Ряд исследований был выполнен совместно с доктором Балдаккини и его коллегами из научного центра ENEA-Фраскати (Италия), Первого университета Рима Ла Сапиенца и Второго университета Рима Тор Вергата на их оборудовании. Совместно с группой профессора Дэвидсона из университета Зулулэнда (Южная Африка) проводились измерения термолюминесценции кристаллов фторида лития при использовании имеющейся там экспериментальной установки. В группе профессора Скаварда до Кармо из Понтификального католического университета Рио-де-Жанейро проводилось облучение электронным пучком некоторых экспериментальных образцов.

С.А. Михнов принимал участие в планировании и проведении отдельных экспериментов по исследованию спектральных свойств радиационных центров окраски и в обсуждении полученных результатов. О.Н. Билан осуществлял облучение образцов в канале ядерного реактора.

Группы доктора С.В. Мирова и доктора М.И. Тимошечкина (Институт общей физики РАН), профессора А.Е. Носенко (Львовский государственный университет) и профессора С.О. Чолаха (Уральский политехнический институт) осуществляли рост кристаллов.

Другие соавторы участвовали в решении отдельных задач постановки эксперимента, теоретического анализа, обработки экспериментальных данных.

Апробация результатов диссертации

Результаты исследований, включенные в диссертацию, докладывались на VI Всесоюзной конференции по радиационной физике и химии ионных кристаллов, Рига, 1986, II Республиканской конференции по физике твердого тела, Ош, 1989, VII Всесоюзной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов, Рига, 1989, Всесоюзной конференции по радиационной физике твердого тела, Минск, 1989, VII Всесоюзной конференции по кристаллическим оптическим материалам, Минск, 1989, Всесоюзной конференции по физике и применению твердотельных лазеров, Москва, 1990, ХI Всесоюзном симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов, Ленинград, 1990, V Международной конференции по перестраиваемым лазерам, Иркутск, 1989, IV International Conference on lasers and their applications. Plovdiv ( Bulgaria), 1990, Annual Congress on structure of the Matter, Roma (Italy), 1991, ХII International Conference on defects in insulating materials, Nord-Kirchen (Germany), 1992, 79th National Congress of the Italian Physics Society, Udine (Italy), 1993, 7th Europhysical Conference on defects in insulating materials, Lyon (France), 1994, International Conference on tunable solid state lasers, Minsk (Belarus), 1994, Международной Конференции по люминесценции, Москва, 1994, ХIII International Conference on defects in insulating materials, Winston-Salem (USA), 1996, 2nd International Conference on tunable solid state lasers, Wroclaw (Poland), 1996, 85th National Congress of the Italian Physical Society, Verona (Italy), 1996, 2nd International conference on laser technologies and applications, Ancient Olimpia (Greece), 1997, 8th Europhysical  Conference on defects in insulating materials, Keele (England), 1998, 5th French- Israeli Workshop on optical properties of inorganic materials, Villeurbane (France), 2002, International Conference on luminescence and optical spectroscopy of condensed matter, Budapest (Hungary), 2002, International Symposium on nano and giga challenges in microelectronics research and opportunities in Russia, Moscow(Russia), 2002, 5th European Conference on luminescent detectors and transformers of ionizing radiation, Prague (Czech Republic), 2003, LХХХIХ Congresso Nazionale societa Italiana di fisica, Parma (Italy), 2003, 15th International Conference on Defects in Insulating Materials ICDIM-2004, Riga (Latvia), 2004, 14th International Conference on Luminescence, Beijing (China), 2005, 10th Europhysical International Conference on Defects in Insulating Materials, Milano (Italy), 2006, XCIII Congresso Nazionale societa Italiana di fisica, Pisa (Italy), 2007, XIII Feofilov symposium on spectroscopy of crystals doped by rare earth and transition metal ions, Baikal (Russia), 2007, 14th International workshop on inorganic and organic electroluminescence & 2008 International conference on the science and technology of emissive displays and lighting, Bagni di Tivoli (Italy), 2008, VII международной конференции “Лазерная физика и оптические технологии”, Минск, 2008, II Конгрессе физиков Беларуси, Минск, 2008.

Опубликованность результатов диссертации

Материалы, представленные в диссертации, опубликованы в 44 статьях в научных реферируемых журналах общим объемом 22,5 авторских листа, в 14 статьях и в 46 тезисах докладов на международных конференциях, в 3 авторских свидетельствах на изобретения и 10 препринтах.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, семи глав и заключения. Она изложена на 357 страницах, включая 122 иллюстрации, список использованных источников из 479 наименований, а также список публикаций автора, содержащих основные результаты диссертации, состоящий из 117 работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Глава 1. Спектральные, генерационные характеристики и фотопреобразования радиационных дефектов в облученных нейтронами кристаллах лейкосапфира.

В этой главе диссертации приводятся результаты исследования оптических характеристик монокристаллов оксида алюминия (?-Al2O3), обусловленных радиационными центрами окраски. Вследствие высокой твердости, термической, химической и радиационной стойкости, отработанной промышленной технологии получения монокристаллов больших размеров лейкосапфир представляет собой уникальный материал, широко используемый в оптике, оптоэлектронике, микроэлектронике, химической промышленности.

Подпись: 1, 1' – облучение потоком нейтронов 1018 н/см2; 2, 2'   облучение потоком нейтронов 1019 н/см2; 1', 2' –отжиг при температуре 4500 С  Рисунок 1 – Спектральная зависимость коэффициента поглощения реакторно облученных кристаллов лейкосапфира с последующим отжигом при температуре 450 0С  Первый раздел посвящен изучению спектров поглощения центров окраски, наведенных нейтронами в кристаллах сапфира, и их изменения при различных дозах радиационного облучения и температурах пострадиационного отжига. Использовался метод изохронного отжига, позволявший преобразовывать создаваемые дефекты кристаллической структуры с целью получения полос поглощения в видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

Спектры поглощения лейкосапфира, облученного нейтронами, исследовались в диапазоне 400 – 1000 нм. Полученные результаты указывают на большое разнообразие ЦО, возникающих при облучении. После облучения в кристаллах наблюдается широкополосное бесструктурное поглощение в видимой и ближней инфракрасной области. Широкополосное поглощение имеет место и в ультрафиолетовой области спектра. Изучение спектров поглощения  кристаллов, подвергнутых нейтронному облучению различными дозами и термическому отжигу при различных температурах (рисунок 1), позволило сделать важный практический вывод: при данной дозе облучения формирование определенных типов дефектов и достижение максимальных значений соответствующих им коэффициентов поглощения в случае фиксированного временного интервала термообработки требует различных значений температур.

Полученные образцы с разделенными полосами поглощения 580, 680 и 850 нм использовались в дальнейшем для определения оптических характеристик радиационных центров в сапфире и для повышения эффективности их применения в качестве активных лазерных элементов.

Во втором разделе рассматриваются оптические характеристики радиационных центров окраски нейтронно-облученных кристаллов сапфира с полосами люминесценции в ближней ИК области спектра и приводятся результаты определения времен затухания и квантовых выходов люминесценции, вероятностей излучательных и безызлучательных переходов радиационных ЦО кристаллов сапфира.

В экспериментах использовались кристаллы с центрами окраски, созданными в результате нейтронного облучения дозой 1019 н/см2. Для создания полос поглощения полученные образцы подвергались отжигу при температурах 350, 400 и 4500 С в течение одного часа для каждого значения температуры последовательно. Такой режим термообработки обеспечивал близкие к максимальным величины интенсивностей полос поглощения. Спектр поглощения исследуемого образца в области измерения от 275 до 1100 нм содержал семь полос поглощения с максимумами на длинах волн 305, 355, 450, 580, 680, 850, 1060 нм и значениями коэффициента поглощения на этих длинах волн соответственно 23.1, 13.7, 5.6, 3.3, 1.7, 0.98, 0.32 см–1.

На основе полученных  данных рассчитаны силы осцилляторов люминесцентных и абсорбционных переходов, а также с использованием измеренных коэффициентов поглощения найдены концентрации ЦО. Полученные данные представляют интерес и для идентификации наблюдаемых ЦО.

Зафиксированы четыре полосы люминесценции с максимумами при 720, 850, 1000 и 1270 нм. Им соответствуют полосы поглощения в первые возбужденные состояния с максимумами при 580, 680, 850 и 1060 нм. Таким образом, можно на этом этапе констатировать, что в кристаллах лейкосапфира, облученных нейтронами и затем отожженных, существует не менее четырех типов ЦО. Каждый из них характеризуется своими величинами времени жизни и квантового выхода люминесценции, силы осцилляторов, поперечного сечения поглощения. На основании рассчитанных оптических параметров можно сделать вывод о возможности использования радиационных ЦО в сапфире, имеющих полосы поглощения в области 680 нм, 850нм  и 1060 нм в качестве активных центров лазерных сред ближнего ИК диапазона спектра.

В третьем разделе рассматривается влияние дозы облучения и температуры отжига на эффективность преобразования энергии накачки в генерируемое излучение ближнего ИК диапазона спектра и рассматриваются возможности расширения области перестройки длины волны генерации. Генерация излучения лазером с активной средой на основе кристаллов сапфира была получена при использовании накачки в полосы поглощения 680 и 850 нм. Обнаружена существенная зависимость энергии генерации лазера и его кпд от температуры отжига образца после облучения, причем эта зависимость обладает максимумом. Наблюдаемые изменения обусловлены зависимостью концентрации активных центров от термической обработки кристалла сапфира после облучения в связи с происходящими преобразованиями различных типов центров. Соотношения различных типов ЦО и их концентрации определяются также потоками нейтронов, создающими дефекты. Соответственно и кпд лазера должен изменяться при использовании в качестве активной среды кристаллов сапфира с различными дозами облучения. Проведенные экспериментальные исследования показали, например, что кпд лазеров на основе образцов с дозами нейтронного облучения 1018 и 51018 н/см2, подвергнутых отжигу при температуре 4750 С, составляет 2.5 % и 15 % соответственно.

Показано, что использование в качестве накачки только излучения рубинового лазера обеспечивает возможность осуществления непрерывно перестраиваемой генерации в лазере с активной средой на основе лейкосапфира с радиационными ЦО в диапазоне от 750 до 1100 нм. Дополнительные исследования по устранению фотодеградации ЦО открывают перспективы разработки фотостабильной активной среды на основе  сапфира. Возможно также использование современных технологий диодной накачки совместно с активной средой из сапфира малых размеров, так как нейтронное облучение приводит к созданию высоких концентраций активных центров.

В четвертом и пятом разделах первой главы рассматриваются абсорбционные, люминесцентные и генерационные характеристики нейтронно облученного сапфира в видимой области спектра при фотовоздействии на него излучением различных длин волн. Преобразования центров окраски в результате фотовоздействия можно использовать для управления характеристиками сапфира и для оптимизации характеристик активных элементов на его основе. Так, например, эффективная генерация в видимой области спектра достигается при предварительной обработке активного элемента излучением лазера на рубине (основной и второй гармоникой), что приводит к увеличению активных центров (более, чем в два раза) и к уменьшению неактивных потерь (рисунок 2).

 

Глава 2. Влияние примесей на радиационное дефектообразование в диэлектрических кристаллах.

В главе рассматривается влияние примесей на радиационное дефектообразование в природных и искусственных оптических кристаллических материалах LiF, CaF2, Li2CO3 и CaCO3. Указанные материалы широко используются в оптической промышленности и в практике. Они часто подвергаются воздействию радиации либо на стадии производства оптических элементов вследствие особенностей технологического цикла, либо в процессе их использования. Поэтому особенности дефектообразования в них вследствие наличия примесей представляют несомненный интерес.

Первый раздел посвящен особенностям радиационного дефектообразования в кристаллах фторида лития с различными примесями. Представлены результаты исследования радиационного окрашивания номинально чистых промышленно выращенных кристаллов фтористого лития марок ФЛУ, ФЛВ и ФЛИ. Особенности технологии выращивания монокристаллов LiF приводят к получению материалов с различной концентрацией структурных и примесных центров, что влияет на радиационное дефектообразование.

В связи с тем, что для всех трех марок не применяется специальное легирование каким-либо химическим элементом, и все образцы рассматриваются как номинально чистые, необходимо изучение состава неконтролируемых микропримесей в этих марках ФЛ. Для определения малых концентраций примесей химических элементов в исследуемых образцах использовался метод нейтронно-активационного анализа.

Обнаруженными небольшими отличиями количественного содержания примесей металлов в кристаллах LiF марок ФЛУ, ФЛИ и ФЛВ невозможно объяснить различия их способности к радиационному окрашиванию при воздействии ?–излучения. Наряду с металлами основными неконтролируемыми примесями в кристаллах фторида лития являются кислород и ион гидроксила OH–. Номинально чистые промышленные кристаллы ФЛ различаются по содержанию кислорода вследствие существенных отличий ростовых технологий для марок ФЛУ, ФЛВ и ФЛИ. Проведенные исследования показали существенное влияние примеси кислорода на эффективность радиационного дефектообразования и установили, что эффективность растет в ряду ФЛУ > ФЛВ> ФЛИ.

Показано существенное влияние используемой ростовой технологии кристаллов LIF на эффективность их использования в качестве активных сред лазеров или насыщающихся затворов. В этой связи становится актуальной задача контроля состава химических элементов и их комплексов как на стадии отбора веществ для синтеза, так и в процессе роста кристаллов. Подбор ростовой технологии способен селективным образом влиять на радиационное образование заданных типов радиационных ЦО и на их оптическую и термическую устойчивость.

В разделе 2.2 рассматриваются спектральные характеристики радиационно-облученных кристаллов фторида кальция с примесями редких земель и натрия. Представлены результаты исследования дефектообразования в кристаллах CaF2-RE при воздействии нейтронного и ? – облучения, а также изучения радиационных ЦО в кристаллах CaF2-RE-Na.

В спектре поглощения флюорита, облученного потоком быстрых нейтронов 1017 н/см2, в отличие от спектра, получаемого при облучении ?-квантами, проявляется полоса с максимумом в области 945 нм. Это указывает на различие между процессами окрашивания ионизирующим (?–радиация) и корпускулярным (нейтроны) излучениями. Спектр Смакулы кристаллов CaF2-RE после нейтронного облучения не достигает по интенсивности насыщенного ?-облучением спектра и содержит возросшую полосу 330 нм.

При воздействии ?-излучением на кристаллы CaF2-RE-Na спектр поглощения также содержит полосу 945 нм. Радиационная стойкость кристаллов CaF2-RE-Na существенно меньше по сравнению с кристаллами CaF2-RE.

Разработана методика отбора радиационно стойких кристаллов CaF2 для их использования в устройствах, подвергающихся действию радиационных полей.

В разделе 2.3 представлены результаты исследования радиационного дефектообразования в кристаллах карбоната лития и кальцита. Кристаллы Li2CO3, представляющие собой базовое соединение лития, широко используются в промышленных технологиях.

При воздействии ? – излучения в диапазоне доз облучения до 105 Р наведенное поглощение не зарегистрировано в пределах чувствительности измерений. При последующем увеличении дозы облучения до величин в диапазоне от 106 до 107 Р в спектрах поглощения наблюдались дополнительные полосы, что указывает на образование центров окраски. Наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в УФ области спектра с максимумом в районе 260 нм, в то время как в видимой области имеется группа сильно перекрывающихся полос (не менее трех) с максимумами в области 540, 580 и 660 нм.

Полученные результаты по радиационному образованию дефектов в кристаллах карбоната лития указывают на радиационную нестойкость таких кристаллов, что необходимо учитывать при анализе их оптических характеристик и их использовании в условиях присутствия радиационных полей. Образующиеся собственные ЦО стабильны при комнатной температуре и обладают полосами поглощения и люминесценции в ближней УФ и видимой областях спектра.

В природных кристаллах кальцита, содержащих ионные примеси, измерены времена жизни излучательных переходов ионов Pb2+, Mn2+ и Ce3+. В искусственно выращенных кристаллах CaCO3 измерены времена жизни люминесценции собственных радиационных ЦО, стабильных при комнатной температуре, но распадающихся при температурах порядка 400 К. Облучение ионизирующей радиацией приводит к подавлению свечения примесных ионов.

Глава 3. Полосы поглощения одновакантных и ориентации поглощающих диполей агрегатных центров окраски в щелочно-галоидных кристаллах.

В данной главе используются спектроскопические методы исследований характеристик радиационных ЦО в ЩГК. Результаты исследований позволили выявить новые аспекты формирования различного типа дефектов и их преобразования вследствие внешних воздействий. Методами поляризационной спектроскопии определяются структура полос поглощения, а также ориентации поглощающих диполей различных агрегатных ЦО.

В первом разделе  приводятся результаты изучения преобразований F1 центров в кристаллах LiF и NaF при воздействии световым излучением в полосу их поглощения, а также спектров в ВУФ области спектра с целью определения полос поглощения, соответствующих отрицательно заряженным F1? ЦО.

С целью исключения влияния дырочных центров излагаются результаты измерений поглощения центров F1? в кристаллах NaF при комнатной температуре. При этой температуре центры F1? стабильны, а дырочные центры отсутствуют вследствие распада. Была использована специальная технология создания радиационных дефектов в NaF: облучение малыми дозами гамма квантов в жидком азоте для предотвращения подвижности элементарных дефектов в процессе облучения и последующий отжиг до комнатной температуры. Это обеспечивало при комнатной температуре наличие центров окраски типа F1 и отсутствие сложных дефектов, полосы поглощения которых могли бы перекрываться с полосой F1?. Проведенные абсорбционные и люминесцентные измерения образцов NaF показали наличие только одной полосы поглощения, соответствующей центрам F1.

При исследованиях фторида лития кристаллы подвергались радиационному облучению таким образом, чтобы образовывались в основном только F1 центры. Последующее воздействие в полосу поглощения F1 ЦО осуществлялось излучением четвертой гармоники неодимового лазера с длиной волны 266 нм.

В результате проведенных экспериментов по исследованию фотопреобразования F1 ЦО в кристаллах LiF и NaF обнаружены новые полосы поглощения с максимумами на длинах волн 150 и 380 нм соответственно, которые предположительно можно отнести к центрам F1?.

Результаты второго раздела выявляют структуру F-полосы поглощения в радиационно облученных кристаллах LiF и аддитивно окрашенных кристаллах KCl и KCl:F. Для исследований использован метод, основанный на измерении спектров поворота электрического вектора (ПЭВ) электромагнитного излучения в веществе с линейным дихроизмом поглощения, созданным воздействием линейно поляризованной световой волны.

Впервые показана возможность индуцирования дихроизма внешним световым воздействием в области F-полосы как радиационно облученных, так и окрашенных аддитивным способом номинально чистых и легированных фтором ЩГК. При применении метода индуцированного фотодихроизма выявлена структура F-полосы поглощения в ЩГК на примере кристаллов LiF, KCl и KCL:F. Показано, что обнаруженная структура определяется поглощением различным образом ориентированных диполей. Установлено, что в кристаллах LiF анизотропия F-полосы не обусловлена поглощением F1 центров. За нее ответственны полосы поглощения F2 и F3+ центров в более высокие, чем первое, возбужденные состояния.

В третьем разделе рассматриваются экспериментальные результаты по определению ориентация поглощающих диполей центров окраски в кристаллах фторидов лития и натрия.

Установлено, что поглощающие диполи F2 ЦО в кристаллах LiF для переходов с длинами волн 310 и 450 нм ориентированы одинаковым образом и параллельны ребру решетки.

Исследования величины угла ПЭВ зондирующего излучения для образцов, содержащих центры F3+, обнаружили ее зависимость от времени воздействия поляризованным излучением и ориентации электрического вектора воздействующего излучения относительно ребра кристаллической решетки. Сделанные наблюдения объясняются переориентацией поглощающих диполей центров F3+ световым излучением.

В результате проведенных измерений установлено, что дипольный момент перехода с поглощением параллелен ребру решетки в случае центров F2, F3 и ориентирован под углом 450 к ребру решетки для центров F3+. В спектрах ПЭВ образцов фтористого лития, содержащих центры F3+, кроме полосы, коррелирующей с полосой поглощения в области 445 нм, наблюдается полоса ПЭВ с максимумом около 245 нм (вторая полоса поглощения). Знак угла поворота в указанных полосах ПЭВ противоположен. Анализ экспериментальных данных позволяет сделать вывод о том, что диполи, определяющие поглощение центров N, ориентированы по осям С4, т.е. по осям <100>.

Для кристаллов фтористого натрия после воздействия на кристалл поляризованным (электрический вектор параллелен ребру решетки) излучением аргонового лазера с длиной волны 514 нм в спектрах ПЭВ обнаружены две полосы с максимумами 502 и 315 нм. Полосы обусловлены поглощающими диполями, ориентированными вдоль ребра решетки. По аналогии с выводами, полученными при исследованиях кристаллов фторида лития, указанные полосы можно предположительно отнести к центрам F2, а полосу с максимумом 502 нм – к центрам F3+.

Глава 4. Оптические характеристики электронных центров окраски гамма облученных кристаллов фторида лития

В первом разделе исследуется люминесценция ?-облученных кристаллов фтористого лития при возбуждении в полосе поглощения одновакантных F1 центров. Проблема люминесценции центров F1 в ЩГК является одной из основных в радиационной физике дефектов. До сих пор некоторые аспекты этой проблемы остаются до конца невыясненными и дискуссионными.

Исследовалась люминесценция гамма облученных кристаллов LiF при возбуждении в F-полосу поглощения с максимумом 250 нм и проводился анализ возможной принадлежности экспериментально наблюдаемого излучения одновакантным дефектам типа F1. Впервые обнаружена люминесценция с максимумом на длине волны 910 нм при возбуждении в полосу поглощения 250 нм. Для окончательного решения вопроса о возможной принадлежности этой люминесценции центрам F1 необходимы дополнительные эксперименты.

Второй раздел посвящен спектроскопии F2 и F3+ центров окраски в кристаллах фторида лития. Для этих ЦО характерны перекрывающиеся полосы поглощения и частично перекрывающиеся полосы люминесценции.

Разработанная методика позволила изготовить экспериментальные образцы с различными концентрациями и соотношениями концентраций различных ЦО. В результате определены спектроскопические параметры полос поглощения и люминесценции центров F2 и F3+ с большей точностью, чем точность имеющихся в литературе данных. Найденные значения максимумов полос и их полуширин при различных температурах измерений дают возможность выявить тенденцию их изменения при температурных вариациях.

В третьем разделе проведено изучение излучательных и безызлучательных переходов в центрах окраски F3+ радиационно облученных кристаллов LiF.

Подпись: а – RT, б –LNT, 1 – начальное значение, 2 – конечное значение (стационарное)  Рисунок 2 – Изменения начальных значений (в момент включения накачки 457 нм) люминесценции F3+ ЦО на длине волны 530 нм и конечных (стационарных значений) величин в результате воздействия накачки    Изучались поглощение и люминесценция этих центров при возбуждении излучением непрерывного Ar+ лазера с длиной волны 457 нм в зависимости от температуры кристаллов и интенсивности лазера (рисунок 2). Тушение люминесценции F3+ ЦО при непрерывном оптическом возбуждении и ее восстановление после выключения светового воздействия не согласуется с четырехуровневой схемой оптического цикла, включающего релаксированные и нерелаксированные основные и возбужденные состояния. Относительно длительные характеристические времена переходных процессов после включения излучения возбуждения и его выключения указывают на существование синглет-триплетных переходов.

Для объяснения полученных экспериментальных результатов по возбуждению F3+ центров предложена модель, включающая систему триплетных уровней. Проведены расчеты параметров оптических переходов в предложенной системе энергетических уровней. Определены вероятности W1 синглет-триплетных и вероятности W2 триплет-синглетных переходов, а также их температурные зависимости, которые объяснены фононным вкладом. Соотношение W1/W2 является наименьшим при низких температурах, но при этом заметным образом не меняется при переходе от 4,2 до 80 К. Полученные экспериментальные данные и проведенные расчеты показали, что уровень основного триплетного состояния  расположен примерно на 1 эВ ниже уровня релаксированного возбужденного синглетного состояния. Данный численный результат представляется практически важным, поскольку его необходимо учитывать при любой попытке моделирования конфигурационных кривых. Построена схема энергетических уровней F3+ центров в кристаллах LiF.

В четвертом разделе обсуждаются характеристики генерации и технологические особенности создания активной среды перестраиваемого лазера на основе кристалла LiF с центрами окраски F3+ и F2.

На основе анализа возможных процессов дефектообразования в ?-облученных кристаллах LiF предложена последовательность термических и световых воздействий во время и после радиационного облучения, обеспечивающая возможность селективного образования центров F3+ с одновременным предотвращением появления радиационных центров (либо с последующим их уничтожением), обладающих поглощением в области люминесценции или поглощения F3+ центров.

Разработанная технология окрашивания кристаллов LiF позволяет получать равномерно окрашенные образцы любых размеров, которые характеризуются наличием, в основном, двух типов центров: F1 (полоса поглощения 250 нм) и F3+ (полоса поглощения 450 нм). На их основе созданы активные элементы LiF:F3+ и впервые получена генерация с перестройкой длины волны в спектральной области от 510 нм до 570 нм, которая является наиболее коротковолновой из всех существующих для лазеров на основе ЦО. Оптимизация параметров активной среды, резонатора и накачки способна увеличить полученные энергетические характеристики генерации и диапазон перестройки.

Глава 5. Оптические характеристики тонких кристаллических слоев и пленок фторида лития при воздействии электронами и гамма-излучением

В данной главе показаны различия радиационного дефектообразования в объеме и на поверхности кристаллических материалов. Полученные данные применены к описанию процессов накопления точечных дефектов в дисперсных частицах и системах с развитой поверхностью. Предложено использовать люминесцентные методы для исследования центров окраски в приповерхностных слоях и показана их эффективность. Рассматриваются возможные практические применения полученных выводов. Разработаны методы определения характеристик центров окраски: коэффициентов поглощения, отношений квантовых выходов люминесценции, истинных спектров возбуждения люминесценции.

Первый и второй разделы посвящены рассмотрению окрашивания приповерхностных слоев кристаллов LiF и тонких пленок на их основе электронным пучком.

Созданные электронным пучком  ЦО, обладающие полосами поглощения в определенных спектральных интервалах, вызывают изменения действительной части показателя преломления. Величины этих изменений и величины глубины проникновения электронного пучка, определяемые энергией электронов, позволяют образовывать волноводные области на поверхности облучаемого кристалла или пленки. Измеренные величины коэффициентов усиления F2 и F3+ центров достаточны для дальнейших разработок устройств усиления и генерации излучения. Использование  развитых методов электронной литографии позволяет на кристаллах LiF создавать пространственные структуры требуемой формы и протяженности, элементы которых различаются величиной пропускания.

В третьем разделе рассматриваются спектральные свойства пространственных структур на основе центров окраски, создаваемых в кристаллах LiF при облучении электронным пучком.

Подпись: а – прямоугольники с линиями, б – система параллельных линий  Рисунок 3 – Структуры на поверхности фторида лития, созданные электронным пучком    Под действием электронного пучка создается топологический рисунок, соответствующий траектории сканирования пучка и стабильный после прекращения облучения (рисунок 3). Получены расстояния между центрами окраски, создаваемыми электронами в кристаллах LiF, порядка единиц нанометров: 1.6 и 3.6 нм для центров F1 и F2 соответственно. Это свидетельствует о возможности формирования пространственных структур с таким разрешением  при наличии соответствующих технологий управления электронными пучками.

При воздействии электронного пучка на кристалл или пленку наблюдается  увеличенная эффективность образования центров типа F3 и F4.

Четвертый раздел посвящен особенностям радиационного дефектообразования в приповерхностных кристаллических слоях LiF и структурах пониженной размерности.

При радиационном создании дефектов в кристаллах LiF концентрации различных типов центров окраски, а также их соотношения, в приповерхностном слое и в объеме кристалла существенным образом различаются. Значения концентраций зависят от температуры, при которой кристалл облучается ?-квантами. Направления (увеличение или уменьшение) изменений концентраций центров F2, F3+, F3 (R2) в слое, "вынесенном" на поверхность после раскалывания кристалла, противоположны для кристаллов, облучаемых при температурах выше и ниже температуры подвижности вакансий. Полученные результаты демонстрируют сильное влияние особенностей приповерхностного слоя на протекание процессов формирования центров окраски. Все выводы справедливы в используемом приближении, когда можно пренебречь реакциями агрегации простейших одновакантных центров вследствие их наличия в ближайших кристаллических узлах во время облучения, и могут не соблюдаться при высоких дозах облучения.

Характерные для поверхности механизмы формирования радиационных дефектов определяют отличительные спектральные характеристики подвергнутых воздействию радиации систем с пониженной размерностью, обладающих развитой поверхностью.

Для облученных ионизирующей радиацией и электронами поверхностей зафиксированы изменение элементного состава в виде уменьшения содержания галоидного элемента (фтора для кристалла LiF) и увеличение среднеквадратичной шероховатости.

В пятом разделе излагаются результаты исследований спектров возбуждения люминесценции компонентов с перекрывающимися полосами поглощения и их использование для определения характеристик центров окраски. При этом используется уравнение, описывающее спектры возбуждения люминесценции компонентов с перекрывающимися спектрами поглощения, находящихся в многокомпонентной среде с оптической плотностью, не малой по сравнению с единицей. Это уравнение и вытекающие из него соотношения позволяют предложить методики определения характеристик люминесцирующих компонент. Предложены способы определения оптических плотностей компонентов и квантовых выходов их люминесценции.

В шестом разделе приводятся аналитические соотношения для интенсивностей люминесценции с учетом реабсорбции и обсуждается их применение для исследований кристаллов с радиационными дефектами. Рассматриваются различные схемы проведения измерений, такие как освещение под прямым углом, освещение в линию и фронтальное освещение. Соотношения используются для определения контуров, их ширин, длин волн максимумов полос люминесценции ЦО в кристаллах LiF, наблюдаемых в области значительных спектральных градиентов поглощения.

Глава 6. Термолюминесценция кристаллов LiF: соотнесение термолюминесцентных пиков и типов радиационных центров

В этой главе для выяснения взаимосвязи различных типов радиационных ЦО и пиков термолюминесцентных (ТЛ) кривых, а также с целью получения данных, необходимых для вычисления глубин ловушек, излагаются результаты экспериментов по исследованию ТЛ в специально изготовленных образцах LiF с известным соотношением различных типов ЦО.

В первом разделе обсуждаются систематические исследования температурного обесцвечивания радиационно окрашенных кристаллов LiF.

Впервые получены одновременные зависимости термического распада различных радиационных ЦО в кристаллах LiF с разделением М-полосы поглощения на составляющие ее полосы поглощения центров F2 и F3+. Выявлены характерные температуры полного исчезновения центров F1, F2, F3, F4, F3+. Определена последовательность распада различных типов центров. Показано, что первыми при термическом отжиге распадаются F3+ центры (температура распада 200 0С).

Длительный процесс изменения люминесценции центров F2 и F3+ после прекращения отжига при температуре 200 0С является указанием на освобождение вакансий при таком отжиге.

Низкотемпературный отжиг от температуры гамма облучения 77 К до 295 К показывает постоянное уменьшение интенсивности полосы 250 нм,  принадлежащей центрам F1. Этот факт является указанием на участие данного типа центров во всех температурных преобразованиях имеющегося набора радиационных дефектов. Обнаружена полоса поглощения с максимумом 600 нм, появляющаяся в результате отжига при температуре 195 К.

Во втором и третьем разделах исследуется термолюминесценция номинально чистых ?-облученных кристаллов фторида лития и выявляется взаимосвязь пиков термолюминесцентных кривых с конкретными типами радиационных дефектов.

Полученные данные по спектрам ТЛ экспериментальных образцов с заданным распределением типов ЦО указывают на связь температурной зависимости интенсивности ТЛ с содержанием радиационных дефектов определенного типа. Результаты раздела представляют собой необходимую информацию для проведения сопоставления пиков ТЛ и типов ЦО.

В результате специально разработанных методик созданы образцы LiF с отличающимися соотношениями различных типов ЦО, рассчитаны концентрации типов ЦО, измерены характерные для этих образцов кривые термовысвечивания. Это позволило выяснить взаимосвязь наблюдаемых ТЛ пиков и радиационных ЦО (рисунок 4):

- F3+ центры определяют появление ТЛ пика с температурой максимума 164 0С.

- F3 (R1 и R2) ЦО связаны с ТЛ пиками 193 и 228 0С. Данные пики проявляются при условии малых концентраций центров типа F4 (N1 и N2). Возможное объяснение наличия двух ТЛ пиков при термическом распаде F3 ЦО связано с существованием двух модификаций указанных центров.

- F2 центры определяют ТЛ пик 263 0С.

- F1-подобные ЦО, представляющие собой комплексы с остаточными примесными элементами, коррелируют с ТЛ структурой в температурном диапазоне от 280 до 380 0С.

- F1-H комплексы (агрегированные F1 и H центры) связаны с ТЛ пиком в районе 410 0С.

В четвертом разделе проводится численное моделирование измеренных ТЛ кривых с целью разрешения и выявления имеющихся пиков для последующего расчета энергетических параметров ловушек: Е – глубины ловушки и s – частотного фактора, характеризующего тепловые колебания решетки, освобождающие электрон с уровня захвата.

Впервые получены параметры Е и s для номинально чистых кристаллов LiF при использовании приближения кинетики первого порядка. Процедура моделирования экспериментальных зависимостей осуществлена на основании предварительно полученных экспериментальных данных о количестве имеющихся пиков ТЛ.

Подпись: Рисунок 4 – Термолюминесцентные кривые для четырех образцов LiF 1-4 с характерными пиками, отмеченными пунктирными прямыми, и соответствующие этим пикам типы радиационных центров    Экспериментальные кривые термовысвечивания кристаллов LiF, содержащих F1, F2, F3, F4, F3+ типы радиационных ЦО, в результате проведения процедуры аппроксимации в приближении нулевого порядка, т.е. гауссовыми кривыми, разлагаются на десять полос.

Глава 7. Спектроскопия и лазерные свойства примесных центров окраски в оксидных кристаллах

В главе приводятся результаты спектроскопических исследований кристаллов, перспективных в качестве активных сред для перестраиваемых лазеров. Изучены кристаллы со структурами гранатов и галлогерманатов, содержащие примесные центры окраски, а также сапфир с ионами магния и европия. Проанализированы возможности использования этих кристаллов в качестве активных сред и получена генерация с новыми активными средами.

В первом разделе рассматриваются спектроскопические и генерационные характеристики кристаллов кальций-галлогерманата, активированных трехвалентными ионами хрома. Приведенные результаты исследований оптических свойств кристаллов Ca3Ga2Ge4O14: Cr3+ показывают, что они при вариации технологии роста могут быть использованы в качестве активных сред для получения перестраиваемой генерации на переходах ионов хрома в широкой спектральной области от 0.665 до 1.2 мкм.

Подпись: 1 – значение полуширины полосы люминесценции перехода 4Т2>4А2,  2 – положение максимума полосы люминесценции  Рисунок 5 – Изменения параметров широкополосной люминесценции ионов хрома (переход 4Т2>4А2) при варьировании температуры измерений    Обнаружено аномальное изменение оптических параметров примесных ионов в кристаллах группы кальций-галлогерманатов в температурных точках фазовых переходов (рисунок 5). Обнаруженное явление делает возможным по изменению характеристик полос люминесценции при изменении температуры делать вывод о наличии фазовых переходов. Существующие методики спектральных измерений и сильная зависимость параметров люминесценции примесных атомов от структуры ближайшего окружения позволяют сделать исследования температурных зависимостей полуширин и положений максимумов полос люминесценции чувствительным и информативным инструментом при изучении фазовых переходов в кристаллах.

Во втором разделе приводятся результаты исследований основных спектроскопических характеристик гадолиний галлиевого граната (GGG) с катионами замещения Ca2+, Mg2+, Zr4+ и примесными ионами хрома – (Gd,Сa)3(Ga,Mg,Zr)2Ga3O12: Cr3+ (GGG(Ca, Mg, Zr):Cr3+) – и возможности его использования в качестве активной среды перестраиваемого твердотельного лазера.

Впервые на кристаллах GGG(Ca, Mg, Zr):Cr3+ при ламповой и лазерной накачках осуществлена генерация излучения в диапазоне длин волн от 774 до 814 нм в неселективном резонаторе. В лазере с селективным резонатором получена перестройка длины волны генерации в спектральной области от 770  до 870 нм. Коротковолновая граница диапазона перестройки ограничивается поглощением из возбужденного состояния.

В третьем разделе изучены спектроскопические характеристики замещенных гранатов Ca3(Nb,Ga)2Ga3O12 и (Ca,Zr)3Ga2Ge3O12 с ионами трехвалентного хрома в качестве активатора.

Оптические характеристики полученных кристаллов позволяют рассматривать их в качестве потенциальных активных сред для твердотельных перестраиваемых лазеров. При использовании кристаллов (Ca,Zr)3Ga2Ge3O12: Cr3+ в качестве активных сред получена генерация излучения при ламповой и лазерной накачках. Осуществлена перестройка длины волны генерируемого излучения в области 765–830 нм.

В четвертом разделе с целью уменьшения неактивного поглощения в области люминесценции исследуются спектрально-люминесцентные характеристики кристаллов Al2O3: Mg, Eu. Приводятся сведения о возможности использования такой среды в качестве активного элемента перестраиваемого лазера

Кристаллы сапфира с примесями магния и европия позволяют создать активную среду для перестраиваемых лазеров с областью генерации от 500 нм до 570 нм. По сравнению с кристаллами Al2O3:Mg кристаллы Al2O3: Mg, Eu имеют существенно меньшее неактивное поглощение в области люминесценции.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты диссертации

Представленные результаты исследования оптических свойств объемных и низкоразмерных кристаллических материалов при воздействии электронных пучков и ионизирующих излучений, а также свойств кристаллов с примесными центрами окраски позволили установить ряд новых спектроскопических закономерностей, развить новые методы исследований, найти новые активные среды для твердотельных перестраиваемых лазеров.

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. В результате исследования оптических свойств кристаллов сапфира с радиационными дефектами, образующимися при облучении потоком быстрых нейтронов и затем преобразованными тепловым и световым воздействием:

– определены времена жизни и значения квантовых выходов люминесценции для центров окраски, возбуждаемых в полосах поглощения с максимумами 675, 850 и 1060 нм, на основании чего рассчитаны вероятности радиационных и безызлучательных переходов, радиационное и безызлучательное времена жизни возбужденных состояний, силы осцилляторов абсорбционных и люминесцентных переходов [9-А, 44-А];

– предложен метод селективного создания центров окраски, ответственных за поглощение 450 нм, основанный на фотообработке облученных потоком нейтронов кристаллов излучением основной или второй гармоник рубинового лазера [61-А, 62-А, 5-А, 44-А];

– предложен возможный механизм фототрансформации центров окраски с длиной волны поглощения 675 нм, заключающийся в двухступенчатой ионизации, приводящей к изменению зарядового состояния центров; по характеру изменения полос поглощения с длинами волн 355 и 675 нм  предположено, что полоса 355 нм частично обусловлена поглощением во второе возбужденное состояние центров окраски, первое возбужденное состояние которых ответственно за полосу 675 нм [5-А, 61-А];

– при возбуждении центров окраски с полосой поглощения 450 нм наряду с широкой полосой излучения с максимумом при 550 нм обнаружена люминесцентная полоса с максимумом на длине волны 475 нм и полушириной порядка 30 нм, которая при понижении температуры до гелиевой (4.2 К) трансформируется в узкую бесфононную линию с длиной волны 462.5 нм и фононное крыло с характерной вибронной структурой, дающей в однофононном приближении эффективную энергию фонона возбужденного состояния ћ? = 165 см-1 [5-А];

– показано, что при использовании кристаллов сапфира с радиационными центрами окраски в качестве активной среды возможна перестройка длины волны генерации непрерывно от 0.75 до 1.1 мкм с одним лазерным источником накачки, экспериментально установлена зависимость эффективности генерации  от интегрального потока облучающих нейтронов и температуры последующей термической обработки, выяснены условия фотостабильности активных центров [4-А].

2. Проведен анализ влияния технологических примесей в кристаллах фторида лития на их радиационную стойкость. Показано, что для кристаллов различных промышленных марок ФЛУ, ФЛВ и ФЛИ примеси кислорода оказывают основное влияние на способность кристаллов к радиационному окрашиванию, и радиационная стойкость уменьшается в последовательности ФЛУ>ФЛВ>ФЛИ; подбор ростовой технологии способен селективным образом влиять на эффективность образования радиационных дефектов определенного типа и их термическую устойчивость, что позволяет управлять характеристиками лазерных элементов на основе кристаллов LIF с радиационными ЦО [15-A, 33-A, 98-A, 110-A].

3. Изучены спектральные свойства радиационно облученных кристаллов CaF2-RE и CaF2-RE-Na, а также проведен сравнительный анализ их окрашивания  нейтронным и ?-облучением, исследованы радиационное окрашивание кристаллов Li2CO3 и кинетические характеристики свечения природных и искусственно выращенных кристаллов CaCO3 и показано [6-А, 10-A, 63-A-65-A, 105-A], что:

– окрашивание кристаллов флюорита существенным образом зависит от температуры облучения и для достижения равных концентраций центров окраски доза облучения при 78 К должна примерно на порядок превосходить дозу облучения при температуре 300 К (например, полученные экспериментально значения доз равных концентраций составляют 4 х 106 Р при 78 К и 5 х 105 Р при 300 К) [6-A, 63-A-65-A];

– в спектре поглощения кристаллов CaF2-RE, облученных нейтронами, в отличие от спектра кристаллов, облученных ?-квантами,  регистрируется полоса с максимумом примерно 945 нм, за которую ответственен многовакантный центр, стабилизируемый редкоземельным ионом, и фотообесцвечивание образца, окрашенного потоком нейтронов, излучением с длиной волны 370 нм имеет немонотонный характер [6-A, 63-A-65-A];

– радиационная стойкость кристаллов CaF2-RE-Na существенно меньше по сравнению с кристаллами CaF2-RE и при воздействии ?-излучением на кристаллы CaF2-RE-Na в спектре поглощения наблюдается полоса 945 нм [6-A, 63-A-65-A];

– предложен способ определения радиационной устойчивости кристаллов CaF2, используемых в приборостроении при изготовлении оптических элементов для систем видимого и ультрафиолетового диапазона длин волн, основанный на предварительном облучении образца из исследуемой партии кристаллов ?-квантами и измерении степени его окрашивания [105-А];

– при радиационном воздействии в кристаллах Li2CO3 образуются стабильные при комнатной температуре собственные центры окраски, имеющие полосы поглощения и испускания в ближней УФ и видимой областях спектра. Наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в УФ области спектра с максимумом в районе 260 нм, в то время как в видимой области имеется группа сильно перекрывающихся полос (не менее трех) с максимумами в области 540, 580 и 660 нм. Возникающая в процессе роста кристалла полоса поглощения 320 нм разрушается при радиационном воздействии. Спектр фотолюминесценции кристаллов Li2CO3 при возбуждении в полосу поглощения 260 нм представляет собой перекрывающиеся полосы излучения с шестью составляющими от 330 нм до 470 нм [10-А];

4. На основании результатов исследований активированных ионами Cr3+ разупорядоченных материалов со структурами гранатов и галлогерманатов, а также аддитивно окрашенных кристаллов сапфира с примесями магния и европия:

– показано, что на кристаллах типа Ca3Ga2Ge4O14: Cr3+, варьируя технологию их роста, возможно осуществление перестраиваемой генерации в широкой спектральной области: от 0.665 до 1.2 мкм [14-А, 46-А, 47-A, 50-A, 52-A, 69-A, 70-A, 74-A, 75-A, 79-A];

– обнаружена аномальная зависимость параметров двулучепреломления активированных кристаллов типа галлогерманата в температурном диапазоне от 4.2 до 500 К с температурными точками нарушения монотонного изменения 40, 160, 200, 285, 379 и 404 К, что является указанием на наличие фазовых переходов. Экспериментально получены аномальные изменения параметров полосы люминесценции (ее полуширины и положения максимума) ионов хрома в кристаллах Ca3Ga2Ge4O14: Cr3+ (переходы 4Т2>4А2 и 2Е>4А2) в определенных температурных точках, совпадающих по значению с температурами аномального поведения двулучепреломления. Существующие методики спектральных измерений и сильная зависимость параметров полос люминесценции примесных атомов от структуры ближайшего окружения позволяют сделать исследования температурных зависимостей полуширин и положений максимумов полос люминесценции чувствительным и информативным инструментом при изучении фазовых переходов в кристаллах [14-А, 46-A, 50-А, 52-A, 69-A, 74-A];

– сделан вывод о перспективности использования в лазерной технике активированных ионами хрома кристаллов гадолиний галлиевого граната с катионами замещения Ca2+, Mg2+, Zr4+-(Gd,Сa)3(Ga,Mg,Zr)2Ga3O12:Cr3+. Осуществлена замена дорогой и малодоступной окиси скандия в кристалле-прототипе GSGG:Cr3+ на оксиды кальция, магния и циркония. Значения силы кристаллического поля в позициях расположения Cr3+ определяют пригодность такой матрицы для получения перестраиваемой генерации на вибронных переходах примесного иона. Впервые на кристаллах GGG(Ca, Mg, Zr):Cr3+ при ламповой и лазерной накачках осуществлена генерация излучения [21-A, 52-А, 70-А, 109-А];

– проведен анализ новых сравнительно легкоплавких кристаллов замещенных гранатов со стехиометрическими формулами Ca3(Nb,Ga)2Ga3O12 и (Ca,Zr)3Ga2Ge3O12 с ионами Cr3+ в качестве активаторов. Такие кристаллы имеют температуру плавления ниже 1500 0C, что позволяет применять при их синтезе платиновые тигли вместо иридиевых, и представляют собой материалы со слабым кристаллическим полем. Оптические характеристики полученных кристаллов позволяют рассматривать их в качестве потенциальных активных сред для твердотельных перестраиваемых лазеров. С кристаллами (Ca,Zr)3Ga2Ge3O12: Cr3+ в качестве активных сред получена генерация излучения при ламповой и лазерной накачках. Осуществлена перестройка длины волны генерируемого излучения в области 765–830 нм [46-А, 53-А, 80-А, 81-A];

– рассмотрена возможность использования аддитивно окрашенных кристаллов сапфира с примесями магния и европия в качестве активной среды для перестраиваемых лазеров, получена генерация в спектральной области от 500 нм до 570 нм [3-А].

5. Спектроскопическими методами в щелочно-галоидных кристаллах выявлены новые аспекты формирования радиационных дефектов различного типа и их преобразования вследствие внешних воздействий:

– при воздействии световым излучением в полосу поглощения F1 центров кристаллов LiF и NaF выявлены новые полосы поглощения с максимумами 150 и 380 нм соответственно, которые по совокупности своих свойств могут быть соотнесены с поглощением отрицательно заряженных F1? центров в указанных кристаллах [7-А, 107-А];

– показана возможность наведения дихроизма внешним световым воздействием в области F-полосы как радиационно облученных, так и аддитивно окрашенных номинально чистых и легированных фтором щелочно-галоидных кристаллов. Методом индуцированного фотодихроизма выявлена  структура F-полосы поглощения  в кристаллах LiF, KCl и KCL:F. Определено, что обнаруженная структура определяется поглощением ортогонально ориентированных диполей. В кристаллах фторида лития перекрывающиеся полосы структуры с максимумами 225 нм и 250 нм обусловлены ортогонально расположенными и ориентированными под углом 450 к ребру решетки диполями, а две перекрывающиеся полосы с максимумами 235 нм и 255 нм определяются ортогонально расположенными диполями с ориентацией параллельно ребру решетки [11-А, 18-A, 108-А];

– методом, основанным на измерении спектров поворота электрического вектора (ПЭВ) зондирующего светового излучения в веществе с дихроизмом поглощения, наведенным электромагнитным полем, установлено, что в кристаллах LiF дипольный момент параллелен ребру решетки в случае центров F2, F3 и ориентирован под углом 450 к ребру решетки для центров F3+. В спектрах ПЭВ образцов, содержащих центры F3+, кроме полосы, коррелирующей с полосой поглощения в области 445 нм, наблюдается полоса ПЭВ с максимумом около 245 нм (поглощение во второе возбужденное состояние). Знак угла поворота в указанных полосах ПЭВ противоположен. Найдено, что диполи, определяющие поглощение центров N, ориентированы по осям С4, т.е. по осям <100> [12-A, 17-A, 19-A, 108-A];

– в спектрах ПЭВ фтористого натрия в области F-полосы поглощения обнаруживаются две пары полос, обусловленные ортогонально ориентированными поглощающими диполями: 345 и 505 нм, 360 и 425 нм [12-А, 17-A, 19-A, 45-A, 67-A, 68-A].

6. В кристаллах фторида лития при возбуждении в F-полосу поглощения 250 нм впервые обнаружена люминесценция с максимумом на длине волны 910 нм [48-А, 111-А].

7. Для объяснения полученных экспериментальных результатов по возбуждению F3+ центров в кристаллах LiF в температурном диапазоне от 4,2 до 320 К предложена модель, включающая систему триплетных уровней. Определены вероятности W1 синглет-триплетных и W2 триплет-синглетных переходов, а также их температурные зависимости. Соотношение W1/W2 является наименьшим при низких температурах и заметным образом не изменяется в интервале от 4,2 до 80 К [16-A, 22-A, 23-A, 25-A].

8. На основе разработанных методик селективного образования радиационных центров окраски различного типа создана технология получения активных лазерных элементов на основе кристаллов LiF с центрами F3+. Впервые получена генерация на F3+ ЦО. Длина волны генерируемого излучения перестраивается в спектральном диапазоне от 510 до 570 нм, который является самым коротковолновым из всех диапазонов перестройки длины волны генерации на  собственных радиационных ЦО. При условии создания фотостабильных F2 ЦО возможно осуществление генерации в двух спектральных областях одновременно: от 520 нм до 560 нм и от 640 нм до 680 нм[1-А, 2-А, 24-А, 55-А, 104-А].

9. В результате сравнительных исследований [60-А–84-А] радиационного дефектообразования в объеме и на поверхности кристаллических материалов:

– показано, что облучение электронным пучком окрашивает приповерхностные слои кристаллов фторида лития или пленок на их основе и в широком спектральном диапазоне увеличивает действительную часть показателя преломления, что открывает возможность образования волноводных областей и создания волноводов [13-А, 20-А, 27-A, 30-A, 49-A, 106-A];

– установлено, что облучение кристаллов LiF электронным пучком создает в слоях глубиной порядка нескольких микрометров оптические плотности, достаточные для производства фотошаблонов, что позволяет изготавливать их методами электронной литографии с использованием, например, пластинок или пленок [13-А, 20-А, 27-A, 30-A, 49-A, 106-A ];

– экспериментально получены расстояния между центрами окраски, создаваемыми электронами в кристаллах LiF, порядка единиц нанометров: 1.6 и 3.6 нм для центров F1 и F2 соответственно, что определяет возможность формирования структур с высоким пространственным разрешением при наличии соответствующих технологий управления электронными пучками. Установлены особенности дефектообразования при облучении электронами, приводящие к увеличению эффективности создания центров типа F3 и F4. Обнаружено уменьшение содержания фтора на поверхности кристалла в результате облучения ионизирующей радиацией или электронами [27-A, 30-A, 32-А, 37-А, 71-A, 73-A, 88-A, 106-A];

– определены различия, имеющиеся при идентичном облучении, в концентрациях ЦО различных типов на поверхности кристаллов, в наноразмерных пленках и в объемных кристаллах, что указывает на существование особенностей в механизмах формирования  радиационных дефектов на поверхности и в системах с пониженной размерностью. Найдено, что обнаруженные различия зависят от знака разности температуры гамма облучения и температуры подвижности анионных вакансий. Установлено, что концентрации центров изменяются в течение нескольких суток на десятки процентов в слое, вынесенном из объема на поверхность в результате раскалывания кристалла [30-А, 38-А, 57-А, 73-А].

10. Для ансамбля различных типов центров свечения с перекрывающимися полосами поглощения, фотолюминесценции и поглощения и с оптической плотностью, не малой по сравнению с единицей:

– показано, что соотношение, описывающее спектры возбуждения фотолюминесценции отдельных центров с перекрывающимися полосами поглощения, и соотношения, позволяющие учитывать искажения, вносимые поглощением в измерения интенсивностей люминесценции, составляют основу методов корректного определения контуров, ширин, частот максимумов полос фотолюминесценции центров свечения в поглощающих средах [26-A, 39-А, 40-А, 103-А];

– на основе указанных соотношений предложены и реализованы методы определения коэффициентов поглощения (и концентраций) центров и их квантовых выходов люминесценции [39-А, 40-А].

11. Комплексное изучение термического отжига номинально чистых кристаллов LiF впервые позволило получить одновременные зависимости термического распада радиационных центров окраски различного типа. В результате определены характерные температуры полного обесцвечивания радиационных дефектов конкретных типов (F1, F2, F3, F4, F3+). Показано, что первыми в результате термического отжига распадаются F3+ центры (температура распада 200 0С). Обнаруженный длительный процесс изменения люминесценции центров F2 и F3+ после прекращения отжига при температуре 200 0С является указанием на освобождение анионных вакансий при нагреве, движение которых и определяет наблюдаемые изменения концентраций указанных дефектов [8-A, 34-A, 41-A].

12. При использовании специально разработанных методик созданы образцы LiF с отличающимися соотношениями различных типов ЦО, для которых измерены характерные кривые термовысвечивании. На основании полученных результатов определена взаимосвязь наблюдаемых термолюминесцентных пиков и радиационных центров окраски определенного типа. Показано, что экспериментальные кривые термовысвечивания кристаллов LiF, содержащих ЦО F1, F2, F3, F4, F3+, состоят из десяти полос. С учетом этого рассчитаны параметры термолюминесцентных пиков: глубина ловушки и частотный фактор. [28-A, 29-A, 35-A, 36-A, 42-A].

Рекомендации по практическому использованию результатов

Представленные результаты расширяют и дополняют сведения об образовании дефектов в кристаллических макро- и наноразмерных структурах под действием ионизирующих излучений, пучков заряженных частиц, а также при легировании примесными элементами, и о влиянии этих дефектов на оптические характеристики материалов.

Экспериментально установленные закономерности изменения оптических параметров кристаллических веществ вследствие внешнего радиационного воздействия и технологического создания дефектных структур в процессе выращивания предложено использовать в практических целях.

Практическое использование результатов диссертационной работы возможно в трех направлениях:

– целенаправленное изменение оптических свойств материалов и придание им определенного набора новых заданных характеристик вследствие воздействия ионизирующих излучений, потоков заряженных частиц или введения примесных дефектов;

– анализ поведения (изменение фундаментальных свойств и ухудшение эксплуатационных характеристик) оптических материалов и устройств на их основе в условиях повышенных радиационных полей;

– расширение информационной базы для дальнейшей разработки теории твердых тел с радиационными и примесными дефектами.

Практическая актуальность полученных результатов определяется и тем, что дефекты структуры, несмотря на малое их количество, сильно влияют на физические свойства, а часто и полностью определяют важнейшие характеристики материалов, такие как оптические параметры.

В диссертации исследована радиационная стойкость широко используемых оптических материалов: сапфира, фторидов лития, натрия и кальция, кальцита и карбоната лития. Сделанные выводы применимы и для других кристаллов аналогичных классов. Они могут быть использованы при проектировании, конструировании и эксплуатации оптических систем, управляющих и контролирующих приборов, предназначенных для работы в условиях, где обязательно должны учитываться изменения, которые произойдут в них в процессе работы при  повышенной радиации, либо при небольших дозах облучения, но в течение длительного времени, когда сказываются накопительные эффекты.

Предложенные в данной работе селективные методы создания определенных, строго дозированных дефектов структуры при радиационном облучении могут использоваться как эффективный технологический прием для получения материалов с заданными свойствами. Примером этого служит разработка и создание активных лазерных элементов на основе кристаллов с радиационными ЦО. Исследованные в работе активированные оксидные кристаллы и предложенные активные элементы на их основе также представляют интерес для разработки лазерной техники.

Существуют случаи, когда изменения вследствие радиационного образования центров окраски нежелательны. Например, в волоконной оптике образование радиационных дефектов обуславливает поглощение света в широком диапазоне длин волн и уменьшение пропускания волокна. В такой ситуации изученные процессы образования и преобразования радиационных центров предоставляют возможность оптимального выбора материала для определенных целей и условий применения.

Современные технологии широко используют процессы, включающие облучение потоками частиц, излучением ВУФ диапазона спектра и ионизирующим излучением. Подобные технологические операции с неизбежностью приводят к образованию радиационных дефектов, изменяющих в той или иной мере оптические характеристики обрабатываемого материала. Результаты диссертации позволяют осуществить анализ такого воздействия и указать возможности минимизации нежелательных эффектов.

Процессы образования радиационных дефектов в диэлектриках зависят как от условий облучения и вида радиации, так и используемых ростовых технологий. В работе на примере фторида лития рассмотрены различные промышленные марки этого оптического материала с анализом ростовых условий и эффективности образования радиационных дефектов, указаны способы увеличения радиационной стойкости, в том числе на стадии отбора ростовых компонентов.

Разработанный способ отбора заготовок фторида кальция позволяет оценить радиационную стойкость этого материала, что позволяет предотвратить эксплуатационные сбои устройств на их основе при эксплуатации в условиях радиационных полей.

Результаты исследования воздействия электронных пучков с образованием ЦО в приповерхностных слоях кристаллических структур, включая пленочные, используются практически при создании волноводных структур на основе фторида лития с радиационными ЦО и открывают возможности использования в литографии с нанометровым разрешением.

Полученные в диссертации результаты по корреляции определенных температурных пиков и типов центров окраски в кристаллах LiF представляют интерес для определения возможностей повышения чувствительности дозиметров и улучшения их эксплуатационных параметров.


СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СОИСКАТЕЛЯ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах

1–А.    Войтович, А.П. Генерация излучения в зеленой области спектра лазером на кристаллах фторида лития с радиационными центрами окраски / А.П. Войтович, В.С. Калинов, И.И. Калоша, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук // Докл. АН БССР. – 1986. – Т. 30, № 2. – С. 132–134.

2–А.    Войтович, А.П. Исследование спектральных и энергетических характеристик генерации излучения в зеленой области спектра фторидом лития с радиационными центрами окраски / А.П. Войтович, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук // Квант. электр. – 1987. – Т. 14, № 6. – С. 1225–1229.

3–А.    Бойко, Б.Б. Спектроскопические и генерационные характеристики кристаллов Al2O3+Mg+Eu / Б.Б. Бойко, А.П. Войтович, А.Г. Базылев, Э.А. Жданов, В.С. Калинов, А.П. Шкадаревич // Докл. АН БССР. – 1987. – Т. 31, № 11. – С. 982–984.

4–А.    Войтович, А.П. Спектроскопические и генерационные характеристики кристаллов сапфира с ЦО в области 1,0 мкм / А.П. Войтович, В.Э. Гринкевич, В.С. Калинов, В.А. Кононов, С.А. Михнов // Квант. электр. – 1988. – Т. 15, №2. – С. 318–320.

5–А.    Войтович, А.П. Влияние лазерного фотовоздействия на абсорбционно-люминесцентные и генерационные характеристики нейтронно-облученных кристаллов ?-Al2O3 в видимой области спектра / А.П. Войтович, А.Г. Базылев, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук, Т.Ф. Райченок // ЖПС. – 1989. – Т. 50, №2. – С. 222–227.

6–А.    Билан О.Н. Спектры одновакантных центров окраски в кристаллах фторидов лития и натрия / О.Н. Билан, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук // Опт. и спектр. – 1989. – Т. 66, № 2. – С. 312–316.

7–А.    Билан, О.Н. Спектры поглощения радиационных центров окраски в кристаллах CaF2 с примесями редких земель и натрия / О.Н. Билан, В.С. Калинов, А.В. Салтанов, Н.Г. Черенда // Опт. и спектр. – 1989. – Т. 66, № 6. – С. 1378–1381.

8–А.       Калинов, В.С. Влияние температуры отжига на спектры поглощения гамма облученных кристаллов фторида лития / В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук // ЖПС. – 1989. – Т. 51, № 1. – С. 138–140.

9–А.    Войтович А.П. О спектроскопических и генерационных характеристиках кристаллов Ca3Ga2Ge4O14:Cr3+ / А.П. Войтович, А.Е. Носенко, А.Г. Базылев, В.С. Калинов, В.В. Кравчишин, Р.Е. Лещук // ЖПС. – 1989. – Т. 51, № 4. – С. 705–707.

10–А.     Гринкевич, В.Э. Определение сил осцилляторов и концентраций радиационных центров окраски в лейкосапфире / В.Э. Гринкевич, В.С. Калинов, С.А. Михнов, Т.Ф. Райченок // ЖПС. – 1990. – Т. 52, №2. – С. 320–321.

11–А.     Бетенекова Т.А. Радиационное окрашивание кристаллов карбоната лития / Т.А. Бетенекова, Н.А. Завьялов, В.С. Калинов, А.В. Салтанов, С.О. Чолах // ЖПС. – 1990. – Т. 52, № 3. – С. 506–508.

12–А.  Михнов С.А. Структура F-полосы поглощения  в гамма облученных кристаллах фторида лития / С.А. Михнов, С.И. Овсейчук, В.С. Калинов //  ЖПС. – 1990. – Т. 53, № 3. – С. 496–499.

13–А.  Михнов С.А. Спектры поворота электрического вектора светового излучения в гамма-облученных кристаллах фторида лития / С.А. Михнов, В.С. Калинов, О.М. Комар, С.И. Овсейчук // ЖПС. – 1990. – Т. 53, № 4. – С. 584–589.

14–А.   Войтович, А.П. Характеристики и возможности использования центров окраски, создаваемых электронным пучком в тонких слоях и пленках кристаллов / А.П. Войтович, Л.К. Скаварда до Кармо, В.С. Калинов, А.В. Салтанов // Докл. АН БССР. – 1990. – Т. 34, № 1. – С. 21–23.

15–А.  Morato, S.P. Me2+-OH- complex control in LiF / S.P. Morato, L.C. Courrol, L. Gomes, V.S. Kalinov, A. Shkadarevich // Phys. stat. sol. (b). – 1991. – Vol. 163, № 1. – P. K 61–K 63.

16–А.  Paciornik, S. Intensity quenching of the F3+ color center emission in lithium fluoride / S. Paciornik, R.A. Nunes, J.P. von der Weid, L.C. Scavarda do Carmo, V.S. Kalinov // J. of phys. D. – 1991. – Vol. 24, № 10. – P. 1811–1815.

17–А.  Михнов С.А. Спектроскопия простейших собственных дефектов в гамма облученных кристаллах фторида натрия / С.А. Михнов, В.С. Калинов, С.И. Овсейчук, А.В. Салтанов // Опт. и спект. – 1991. – Т. 70, № 6. – С. 1236–1241.

18–А.  Михнов С.А. Структура F-полосы поглощения  в аддитивно окрашенных кристаллах KCl и KCl:F, определенная методом фотодихроизма / С.А. Михнов, А.В. Салтанов, В.С. Калинов, С.В. Миров, А.В. Миронов //           ЖПС. – 1992. – Т. 56, № 4. – С. 658–661.

19–А.  Базылев А.Г. О поглощении радиационных центров окраски F3+ в кристаллах LiF / А.Г. Базылев, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук, Л.К. Скаварда до Кармо // ЖПС. – 1992. – Т. 57, № 5-6. – С. 504–508.

20–А.     Baldacchini, G. Photoluminescence of LiF crystal colored by a focused electron beam / G. Baldacchini, M. Cremona, R.M. Montereali, L.C. Scavarda do Carmo, R.A. Nunes, S. Paciornic, F. Somma, V.S. Kalinov // Opt. Сommun. – 1992. – Vol. 94, № 1. – P. 139–142.

21–А.     Bazylev, A.G. Laser performance of Cr3+: (Gd,Ca)3(Ga,Mg,Zr)2Ga3O12 / A.G. Bazylev, A.P. Voitovich, A.A. Demidovich, V.S. Kalinov, M.I. Timoshechkin, A.P. Shkadarevich // Opt. Commun. – 1992. – Vol. 94, № 1-3. – P. 82–86.

22–А.  Baldacchini, G. Triplet state of F3+ in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Rad. eff. and def. in sol. – 1995. – Vol. 134, № 4. – P. 425–429.

23–А.  Baldacchini, G. Radiative and nonradiative processes in the optical cycle of the F3+ center in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Phys. Rev. B. – 1996. – Vol. 54, № 24. – P. 17508–17514.

24–А.  Войтович, А.П. Спектроскопия F3+-центров окраски в кристаллах фторида лития / А.П. Войтович, В.С. Калинов, Дж. Балдаккини, Р.М. Монтереали, М. Кремона // ЖПС. – 1998. – Т. 65, № 5. – С. 745–761.

25–А.  Baldacchini, G. Radiationless transitions and kinetics of the F3+ center luminescence in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Rad. eff. and def. in sol. – 1999. – Vol. 149, № 1-4. – P. 287–282.

26–А.  Baldacchini, G. Optical bands of F2 and F3+ centers in LiF / G. Baldacchini, E. De Nicola, R.M. Montereali, A. Scacco, V.S. Kalinov // J. of Phys. and Chem. of Sol. – 2000. – Vol. 61, № 1. – P. 21–26.

27–А.  Войтович, А.П. Спектрально-люминесцентные свойства гамма-облученных кристаллов и пленок на основе фторидов / А.П. Войтович, О.В Гончарова, В.С. Калинов // ЖПС. – 2003. – Т. 70, № 1. – С. 116–123.

28–А.  A Baldacchini, G. Spectroscopic measurements and thermoluminescence of ?-ray colored LiF crystals / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // Opt. Mater. – 2003. – v. 24, № 1-2. – P. 129–135.

29–А.  Baldacchini, G. Effects of bleaching on the thermoluminescence of gamma irradiated LiF crystals / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, A.P. Voitovich // J. of Lumin. – 2003. – v. 102-103, № 1. – P. 77–80.

30–А.  Goncharova, O. The energy transfer in irradiated dielectric thin film structures with CdS and CdSe nanocrystals / O. Goncharova, V. Kalinov, A. Voitovich // Rad. Measur. – 2004. – Vol. 38, № 4-6. – P. 775–779.

31–А.     Marolo, T. Combined excitation-emission spectroscopy of colour centres in lithium fluoride crystals / T. Marolo, G. Baldacchini, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Phys. stat. sol. (c). – 2005. – Vol. 2, № 1. – P. 367–370.

32–А.     Войтович, А.П. Развитая поверхность-фактор формирования отличительных свойств наноразмерных сред / А.П. Войтович, О.В. Гончарова, В.С. Калинов // ЖПС. – 2005. – Т. 72 № 3. – С. 287–291.

33–А.  Войтович, А.П. Радиационные центры окраски в приповерхностном слое кристаллов фтористого лития / А.П. Войтович, В.С. Калинов, Н.Н. Науменко, А.П. Ступак // ЖПС. – 2006. – Т. 73, № 6. – С. 775–781.

34–А.  Baldacchini, G. Optical properties of coloured LiF crystals with given content of oxygen, hydroxyl and metal impurities / G. Baldacchini, O. Goncharova, V.S. Kalinov, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // Phys. stat. sol (c). – 2007. – Vol. 4, № 3. – P. 744–748.

35–А.  Baldacchini, G. Thermal transformation of colour centres in LiF crystals with given content of oxygen, hydroxyl and metal ions / G. Baldacchini, O. Goncharova, V.S. Kalinov, R.M. Montereali, A. Vincenti, A.P. Voitovich // Phys. stat. sol. (c). – 2007. – V. 4, № 3. – P. 1134–1138.

36–А.  Baldacchini, G. Thermoluminescence of pure LiF crystals and color centers / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // J. of Lumin. – 2007. – v. 122-123, № 1. – P. 371–373.

37–А.  Baldacchini, G. Thermoluminescence of LiF and F2 color centers / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // Phys. stat. sol. (c). – 2007. – v. 4, № 3. – P. 972–975.

38–А.  Войтович, А.П. Пространственные структуры на основе центров окраски, создаваемых электронами в кристаллах фтористого лития: абсорбционные и люминесцентные характеристики / А.П. Войтович, В.С. Калинов, Ю.В. Лойко, Н.Н. Науменко, Л.П. Рунец, А.П. Ступак // ЖПС. – 2008. – Т. 75, № 1. – С. 102–110.

39–А.  Войтович, А.П. Спектры возбуждения люминесценции и характеристики центров свечения с перекрывающимися полосами поглощения / А.П. Войтович, В.С. Калинов,Ю.В., А.П. Ступак // ЖПС. – 2008. – Т. 75, № 3. – С. 365–371.

40–А.  Войтович, А.П. Аналитические соотношения для интенсивностей люминесценции с учетом реабсорбции / А.П. Войтович, А.Н. Горбачева, В.С. Калинов, А.П. Ступак // ЖПС. – 2008. – Т. 75, № 6. – С. 788–795.

41–А.  Baldacchini, G. Thermoluminescence, glow curves and carrier traps in colored and nominally pure LiF crystals / G. Baldacchini, P. Chiacchiaretta, V. Gupta, V. Kalinov, A.P. Voitovich // ФТТ. – 2008. – Т. 50, № 9. – С. 1679–1686.

42–А.  Thermoluminescence in pure LiF crystals: glow peaks and their connection with color centers / G. Baldacchini, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.T. Davidson, A.Z. Kozakiewicz, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // J. Appl. Phys. – 2008. –v. 104, № 6. – P. 063712-10 p.

43–А.  Шерстобитов, С.В. Радиационные центры окраски в приповерхностном слоя кристаллов фторида лития / С.В. Шерстобитов, Е.Ф. Мартынович, А.В. Кузнецов, А.П. Войтович, А.Н. В.С. Калинов // Изв. ВУЗов -Физика. – 2009. – Т. 8/2. – С. 566–569.

44–А.  Войтович А.П. Спектры возбуждения люминесценции многокомпонентных сред / А.П. Войтович, В.С. Калинов, А.П. Ступак // Опт. и           спектр. – 2009. – Т. 106, № 2. – С. 255–261.

 

Статьи в трудах конференций

45-А.  Войтович, А.П. Спектральные и люминесцентные характеристики активных сред на основе радиационных ЦО в лейкосапфире / А.П.Войтович, В.Э. Гринкевич, В.С. Калинов, Т.Ф. Райченок // Tunable lasers: Proceeding of the V International Conference, Baikal, USSR, 20–22 September 1989: in 2 vol. / USSR Academy of Sciences; ed.: V.P. Chebotaev. – Novosibirsk, 1990. – Vol. 1. – P. 154–158.

46–А.  Михнов, С.А. Ориентация поглощающих диполей в гамма-облученных кристаллах фторидов лития и натрия / С.А. Михнов, В.С. Калинов, С.И. Овсейчук, А.В. Салтанов // Tunable lasers : Proceedings of the V International conference, Baikal, USSR, 20–22 September 1989. / Academy of Sciences of USSR; ed.: V.P. Chebotaev. – Novosibirsk, 1990. – P. 163–167.

47-А.  Bazylev, A.G. Spectroscopic and generation characteristics of new laser crystals (Ca,Zr)Ga2Ge4O12:Cr3+ and Ca3Ga2Ge4O14:Cr3+ / A.G. Bazylev, A.P. Voitovich, А.A. Demidovich, V.S. Kalinov, A.E. Nosenko, A.P. Shkadarevich // Laser and their applications: abstracts of the IV National conference and technical exhibition with international participation, Plovdiv, Bulgaria, 23–26 October 1990 г. / Ministry of economics and planning. – Plovdiv, 1990. – С. 3-5.

48–А.  Войтович, А.П. О характеристиках кристаллов Ca3Ga2Ge4O14:Cr3+ как активной среды для перестраиваемых по частоте лазеров / А.П. Войтович, A.Е. Носенко, А.Г. Базылев, В.С. Калинов, В.В. Кравчишин, Р.Е. Лещук // Физика и применение твердотельных лазеров: Сборник материалов, Москва, 16–17 апреля 1990г. / Физический Институт имени П.Н. Лебедева, Академия наук СССР. – Москва, 1990. – С. 15–16.

49–А.  Baldacchini, G. Emission properties of ? irradiated LiF crystals excited in the F absorption band by an excimer laser / G. Baldacchini, M. Cremona, R.M. Montereali, U.M. Grassano, V.S. Kalinov // Defects in insulating materials: Proceedings of the XII International conference, Schlos Nordkirchen,Germany, 16–22 August 1992. : in 2 v. / World Scientific; ed.: О.Kanert, J.-M. Spaeth. – Singapore, 1993. – V. 2. – P. 1103–1105.

50–А.     Voitovich, A.P. Structural and spectroscopic properties of films and crystals of LiF and NaF with radiation induced defects and color centers / A.P. Voitovich, V.S. Kalinov, A.V. Saltanov, A.F. Zaiko, L.C. Scavarda do Carmo // Defects in insulating materials: Proceedings of the XII International conference, Schlos Nordkirchen,Germany, 16–22 August 1992. : in 2 v. / World Scientific; ed.: О.Kanert, J.-M. Spaeth. – Singapore, 1993. – V. 2. – P. 868–870.

51–А.  Bazylev, А.G. On characteristics of disordered Ca3Ga2Ge4O14 crystals doped with chromium ions / А.G. Bazylev, A.P. Voitovich, V.S. Kalinov, A.E. Nosenko // Defects in insulating materials: Proceedings of the XII International conference, Schlos Nordkirchen,Germany, 16–22 August 1992. : in 2 v. / World Scientific; ed.: О.Kanert, J.-M. Spaeth. – Singapore, 1993. – V. 2. – P. 1106–1108.

52–А.  Baldacchini, G. Optical cycle of the F3+ color center in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Tunable Solid State Lasers : Proceedings of the International conference, Minsk, Belarus, 27–29 September 1994. / Academy of Sciences of Belarus; ed.: A.P. Voitovich, V.S. Kalinov. – Minsk, 1994. – P. 60–63.

53–А.  Voitovich, А.P. Spectroscopy and laser properties of Cr3+ ions in gallogermanates and garnets with disordered structure / A.P. Voitovich, A.G. Bazylev, V.S. Kalinov // Tunable Solid State Lasers : Proceedings of the International conference, Minsk, Belarus, 27–29 September 1994. / Academy of Sciences of Belarus; ed.: A.P. Voitovich, V.S. Kalinov. – Minsk, 1994. – P. 23–27.

54–А.  Voitovich, А.P. Spectroscopy of Cr3+ in disordered Ca3(Nb,Ga)2Ga3O12 - garnet / A.P. Voitovich, A.G. Bazylev, V.S. Kalinov // Tunable Solid State Lasers : Proceedings of the International conference, Minsk, Belarus, 27–29 September 1994. / Academy of Sciences of Belarus; ed.: A.P. Voitovich, V.S. Kalinov. – Minsk, 1994. – P. 14–18.

55-А.  Baldacchini, G. Spectroscopic investigation of F3+ center triplet state in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, E. De Nicola, R.M. Montereali, V.S. Kalinov // Materials Science Forum. – 1997. – Vol. 239-241. – P. 703–706.

56-А.  Voitovich, A.P. F3+ color centers in lithium fluoride: production, spectral and lasing characteristics / A.P. Voitovich, V.S. Kalinov // Tunable Solid State Lasers : Proceedings of SPIE / The international society for optical engineering; ed.: W. Strek, E. Lukoviak, B. Sobocinska. – Washington, USA, 1997. – Vol. 3176. – P. 184–192.

57-А.  Войтович, А.П. Особенности поверхности радиационно облученных кристаллов /А.П. Войтович, В.С. Калинов, Н.Н. Науменко // Лазерная физика и оптические технологии: Сборник научных трудов конференции, Минск, 17-19 июня 2008 / Институт физики имени Б.И. Степанова НАН Беларуси; под ред. Н.С. Казака [и др.]. – Минск, 2008. – Т. 1. – С. 305-308.

58-А.      Kalinov, V.S. Radiation defect formation on the surface and in the bulk of crystals /V.S. Kalinov, A.P. Voitovich, A.P. Stupak // Proceedings of the 14th International workshop on inorganic and organic electroluminescence & 2008 International conference on the science and technology of emissive displays and lighting, Bagni di Tivoli, Rome, 09-12 September 2008. / Italian national agency ENEA; ed.: G. Baldacchini, R.M. Montereali, M.A. Vincenti. – Rome, 2008. – P. 327–330.

 

 

Тезисы докладов

59–А.  Войтович, А.П. Влияние лазерного излучения с длиной волны 308нм на спектроскопические и генерационные свойства F центров в кристаллах фторида лития / А.П. Войтович, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С. И. Овсейчук // Радиационная физика и химия ионных кристаллов : Тезисы докладов шестой Всесоюзной конференции, Рига, Латвия, 09–11 октября 1986. / Научный совет по химии высоких энергий АН СССР. – Рига-Саласпилс, 1986. – С. 164.

60–А.  Калинов, В.С. Генерация широкополосного излучения на F центрах окраски в кристаллах фторида лития / В.С. Калинов, С. И. Овсейчук // Теоретическая и прикладная оптика: Тезисы докладов Второй Всесоюзной конференции, Ленинград, СССР, 10–14 мая 1986. / Академия наук СССР. –Ленинград, 1986. – С. 16.

61–А.  А Войтович, А.П. Активная среда на основе фторида лития с центрами окраски F3+ для получения генерации в зеленой области спектра / А.П. Войтович, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С. И. Овсейчук // Оптика лазеров: Тезисы докладов V Всесоюзной конференции, Ленинград, СССР, 12–16 января 1987. / Государственный оптический институт АН СССР. –Ленинград, 1987. – С. 39.

62–А.  Войтович, А.П. Фотопреобразования радиационных центров окраски в монокристаллах лейкосапфира / А.П. Войтович, В.Э. Гринкевич, В.С. Калинов // Радиационная физика и химия неорганических материалов: тезисы докладов седьмой всесоюзной конференции, Рига, 11–13 октября 1989 г. в 2 ч. / Институт физики Академии наук Латв. ССР. – Рига, 1989. – Ч. 2. – С. 370.

63–А.     Войтович, А.П. Фотонеустойчивость радиационных центров окраски в лейкосапфире / А.П. Войтович, В.Э. Гринкевич, В.С. Калинов // Физика диэлектриков и полупроводников: тезисы докладов II республиканской конференции по физике твердого тела, Ош, 7–8 сентября 1989г. / Ошский гос. пед. инст.; редкол.: Б.А. Арапов [и др.]. – Ош, 1989. – С. 101.

64–А.  Войтович, А.П. Прикладная спектроскопия радиационных ЦО в кристаллах фтористого кальция / А.П. Войтович, В.С. Калинов, А.В. Салтанов // Физика диэлектриков и полупроводников: тезисы докладов II республиканской конференции по физике твердого тела, Ош, 7–8 сентября 1989 г. / Ошский гос. пед. инст.; редкол.: Б.А. Арапов [и др.]. – Ош, 1989. – С. 65-66.

65–А.     Войтович, А.П. Радиационное дефектообразование в кристаллах флюорита/ А.П. Войтович, О.Н. Билан, В.С. Калинов, А.В. Салтанов // Радиационная физика твердого тела: тезисы докладов научно-технической конференции, Минск, 23–24 мая 1989 г. / Министерство народного образования БССР. – Минск, 1989. – С. 29-30.

66–А.  Войтович, А.П. Радиационная стойкость кристаллов фтористого кальция / А.П. Войтович, В.С. Калинов, С.А. Михнов, А.В. Салтанов // Кристаллические оптические материалы: тезисы докладов VII Всесоюзного совещания, Москва, 02–06 июня 1989г.: в 2 ч. / Академия наук СССР. – Москва, 1989. – С. 31-32.

67–А.  Бактыбеков, К.С. Кинетические характеристики центров свечения в исландском шпате / К.С. Бактыбеков, В.С. Калинов, А.В. Салтанов // Физика диэлектриков и полупроводников: тезисы докладов II республиканской конференции по физике твердого тела, Ош, 7–8 сентября 1989 г. / Ошский гос. пед. инст.; редкол.: Б.А. Арапов [и др.]. – Ош, 1989. – С. 108.

68–А.  Михнов, С.А. Определение ориентации поглощающих диполей в ЩГК с центрами окраски / С.А. Михнов, В.С. Калинов, С.И. Овсейчук, А.В. Салтанов // Радиационная физика твердого тела: тезисы докладов научно-технической конференции, Минск, 23–24 мая 1989 г. / Министерство народного образования БССР. – Минск, 1989. – С. 34-35.

69–А.  Михнов, С.А. Исследование ориентации поглощающих диполей в гамма облученных кристаллах фторидов лития и натрия / С.А. Михнов, В.С. Калинов, С.И. Овсейчук // Радиационная физика и химия неорганических материалов: тезисы докладов седьмой всесоюзной конференции, Рига, 11–13 октября 1989 г.: в 2 ч. / Институт физики Академии наук Латв. ССР. – Рига, 1989. – Ч. 2. – С. 227.

70–А.  Войтович, А.П. Спектроскопия примесных ионов Cr3+ в матрицах Ca3Ga2Ge4O14 / А.П. Войтович, В.С. Калинов, С.А. Михнов, А.В. Салтанов // Семинар по спектроскопии: тезисы докладов семинара по спектроскопии, Ленинград, 15–19 июня 1989 г. / Академия наук СССР. – Ленинград, 1990. – С. 53.

71–А.  Войтович, А.П. Спектроскопия примесных ионов Cr3+ в матрицах Ca3Ga2Ge4O14 / А.П. Войтович, A.Е. Носенко, А.Г. Базылев, В.С. Калинов, В.В. Кравчишин, Р.Е. Лещук // Спектроскопия кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов: Тезисы докладов IX Всесоюзного симпозиума, Ленинград, 18–23 мая 1990г. / Академия наук СССР. – Ленинград, 1990. – С. 53.

72–А.  Baldacchini, G. Fotoluminescenza di centri aggregati prodotto in LiF mediante litografia electronica/ G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, F. Somma, V.S. Kalinov, L.C. Scavarda do Carmo // Abstracts of the Annual Congress of the Italian Group of Structure of the Matter , Monteporzio Catone, Roma, Italy, 15–16 May 1991. / Italian CNR. – Roma, 1991. – P. A4.

73–А.  Baldacchini, G. Emission properties of ? irradiated LiF crystals excited in the F absorption band by an excimer laser / G. Baldacchini, M. Cremona, R.M. Montereali, U.M. Grassano, V.S. Kalinov // Defects in insulating materials: Abstracts of the XII International conference, Schlos Nordkirchen, Germany, 16–22 August 1992. / University of Paderborn. – Paderborn, 1992. – P. 318.

74–А.  Voitovich, A.P. Structural and spectroscopic properties of films and crystals of LiF and NaF with radiation induced defects and color centers / A.P. Voitovich, V.S. Kalinov, A.V. Saltanov, A.F. Zaiko, L.C. Scavarda do Carmo // Defects in insulating materials: Abstracts of the XII International conference, Schlos Nordkirchen, Germany, 16–22 August 1992. / University of Paderborn. – Paderborn, 1992. – P. 213.

75–А.  Bazylev, А.G. On characteristics of disordered Ca3Ga2Ge4O14 crystals doped with chromium ions / А.G. Bazylev, A.P. Voitovich, V.S. Kalinov, A.E. Nosenko // Defects in insulating materials: Abstracts of the XII International conference, Schlos Nordkirchen, Germany, 16–22 August 1992. / University of Paderborn. – Paderborn, 1992. – С. 319.

76–А.  Войтович, А.П. Люминесцентные и спектральные характеристи активных сред твердотельных кристаллов Ca3Ga2Ge4O14:Cr3+ как активной среды для перестраиваемых по частоте лазеров / А.П. Войтович, В.С. Калинов, А.П. Шкадаревич // Международная конференция по люминесценции: Тезисы докладов, Москва, 22–24 ноября 1994г. / Физический Институт имени П.Н. Лебедева, Академия наук СССР. – Москва, 1994. – С. 58.

77–А.  Baldacchini, G. Triplet state of F3+ centers in LiF / G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, V.S. Kalinov // Abstracts of the 79th National Congress of the Italian physical society, Udine, Italy, 12–15 September 1993. / Italian CNR. – Rome, 1993. – P. 78.

78–А.  Baldacchini, G. Triplet state of F3+ in LiF / G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov // Defects in insulating materials : Abstracts of the 7th Europhysical conference EURODIM’94, Lyon, France, 05–08 July 1994. / Lyon University. – Lyon, 1994. – P. 404.

79–А.     Baldacchini, G. Triplet state of F3+ centers in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Tunable Solid State Lasers : Abstracts of the International conference, Minsk, Belarus, 27–29 September 1994. / Academy of Sciences of Belarus. – Minsk, 1994. – P. 6.

80–А.     Voitovich, А.P. Spectroscopy and laser properties of Cr3+ ions in gallogermanates and garnets with disordered structure / A.P. Voitovich, A.G. Bazylev, V.S. Kalinov // Tunable Solid State Lasers : Abstracts of the International conference, Minsk, Belarus, 27–29 September 1994. / Academy of Sciences of Belarus. – Minsk, 1994. – P. 11.

81–А.  Bazylev, А.G. Cr3+: Ca3(Nb,Ga)2Ga3O12 – garnet is a promising high efficient active medium for a tunable lasing / A.G. Bazylev, N.A. Es’kov, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // Defects in insulating materials : Abstracts of the 7th Europhysical conference EURODIM’94, Lyon, France, 05–08 July 1994. / Lyon University. – Lyon, 1994. – P. PThv-17.

82–А.  А.P. Spectroscopy of Cr3+ in disordered Ca3(Nb,Ga)2Ga3O12 - garnet / A.P. Voitovich, A.G. Bazylev, V.S. Kalinov // Tunable Solid State Lasers : Abstracts of the International conference, Minsk, Belarus, 27–29 September 1994. / Academy of Sciences of Belarus. – Minsk, 1994. – P. 10.

83–А.  Baldacchini, G. Spectroscopic investigation of F3+ center triplet state in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, E. De Nicola, R.M. Montereali, V.S. Kalinov // Defects in insulating materials : Abstracts of the 13th International conference, Winston-Salem, USA, 15–19 July 1996. / Wake Forest University. – Winston-Salem, 1996. – P. 199.

84–А.  Voitovich, A.P. F3+ color centers in lithium fluoride: production, spectral and lasing characteristics / A.P. Voitovich, V.S. Kalinov // Tunable Solid State Lasers: Abstracts of the 2nd  International conference, Wroclaw, Poland, 1–4 September 1996. / Institute for low temperature and structure research of the Polish academy of sciences. – Wroclaw, 1996. – P. 25.

85–А.  Baldacchini, G. Ciclo ottico del centro F3+ in cristalli di LiF colorati raggi X/ G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, E. de Nicola, V.S. Kalinov // Abstracts of the 82nd National Congress of the Italian physical society, Verona, Italy, 23–28 September 1996. / CNR, Universita di Verona. – Rome, 1996. – P. 193.

86–А.  Baldacchini, G. Green-red active color centers in LiF crystals / G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, E. de Nicola, V.S. Kalinov // Abstracts of the 2nd International conference on new laser technologies and applications, Ancient Olympia, Greece, 1–4 June 1997. / Ministry of science and education. – Athene, 1997. – P. 181.

87–А.  Baldacchini, G. Radiationless transitions and kinetics of the F3+ center luminescence in LiF / G. Baldacchini, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Abstracts of the 8th Europhysical conference on defects in insulating materials, Keele, England, 6–11 July 1998. / University of Edinburg. – London, 1998. – P. 151.

88–А.  Goncharova, O.V. Influence of gamma irradiation on optical and structural properties of multilayer film structures with nanometer-sized crystals / O.V. Goncharova, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // Optical spectroscopy of condensed matter ICL’02: Abstracts of the International conference, Budapest, Hungary, 24–29 August 2002. – Budapest, 2002. – P. 68.

89–A.  Goncharova, O.V. Photoluminescence and nonlinear optical response of silica films activated by nanocrystals and post-irradiated / O.V. Goncharova, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // Optical spectroscopy of condensed matter ICL’02: Abstracts of the International conference, Budapest, Hungary, 24–29 August 2002. – Budapest, 2002. – P. 69.

90–А.  Goncharova, O.V. The influence of g-irradiation on photoluminescence and nonlinear optical response of silica films activated by semiconductor nanocrystals / O.V. Goncharova, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // Nano and Giga Challenges in Microelectronics Research and Opportunities in Russia: Abstracts of the International Symposium, Moscow, Russia, 12–13 September 2002. – Moscow, 2002. – P. 128.

91–А.  Kalinov, V.S. Optical and structural properties of films and multilayer thin film structures with nanometer-sized LiF, CaF2 crystals / V.S. Kalinov, O.V. Goncharova, A.P. Voitovich // Nano and Giga Challenges in Microelectronics Research and Opportunities in Russia: Abstracts of the International Symposium, Moscow, Russia, 12–13 September 2002. – Moscow, 2002. – P. 151.

92–А.  Baldacchini, G. Effects of bleaching on the thermoluminescence of gamma irradiated LiF crystals / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, A.P. Voitovich // 5th French-Israeli workshop on optical properties of inorganic materials: Abstracts, Villeurbane, France, 09-11 September 2002 / Universite Claude Bernard Lyon1. – Villeurbane, 2002. – P. 19-20.

93–А.  Baldacchini, G. Effects of bleaching on the thermoluminescence of gamma irradiated LiF crystals / G. Baldacchini, R.M. Montereali, A.T. Davidson, A.Z. Kozakievich, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // International conference of luminescence ICL’ 02: Abstracts, Budapest, Hungary, 24-29 August 2002 / University of Budapest. – Budapest, 2002. – P. 13.

94–А.  Baldacchini, G. New spectroscopic features in colored LiF crystals and applications / G. Baldacchini, F. Bonfigli, T. Marolo, R.M. Montereali, M. A. Pace, V.S. Kalinov, T. Tsuboi, F. Auzel // Abstracts of the Congresso Nazionale Societa Italiana di Fisica, Parma, Italy, 17–22 September 2003. / Italian CNR. – Parma, 2003. – P. 153-154.

95–А.  Goncharova, O.V. The size, oxygen and gamma-irradiarion effects on luminescent characteristics of periodic thin-film structures with nanocrystals / O.V. Goncharova, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich // Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation: Abstracts of the 5th European Conference, Prague, Czech Republic, 01–05 September 2003. – Prague, 2003. – P. 141.

96–А.  Goncharova, O. The energy transfer in irradiated dielectric thin film structures with CdS and CdSe nanocrystals / O. Goncharova, V. Kalinov, A. Voitovich // Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation: Abstracts of the 5th European Conference, Prague, Czech Republic, 01–05 September 2003. – Prague, 2003. – P. 174.

97–A.  Marolo, T. Combined excitation-emission spectroscopy of colour centres in lithium fluoride crystals and films / T. Marolo, G. Baldacchini, V.S. Kalinov, R.M. Montereali // Defects in insulating materials ICDIM 2004: Book of abstracts of the 15th International conference, Riga, Latvia, 11–16 July 2004. – P. 16.

98–А.  Baldacchini, Thermoluminescence of pure LiF crystals and color centers / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // 14th International conference on luminescence: Abstracts, Beijing, China, 25-29 July 2005 / China Academy of Sciences. – Beijing, 2005. – P. 151.

99–А.  Baldacchini, G. Optical properties of coloured LiF crystals with given content of oxygen, hydroxyl and metal impurities / G. Baldacchini, O. Goncharova, V.S. Kalinov, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // 10th Europhysical conference on defects in insulating materials: Conference program and book of abstracts, Milano, Italy, 10–14 July 2006./ University of Milano-Bicocca; ed.: A. Vedda. – Milano, 2006. – P. 138.

100–А. Baldacchini, G. Thermal transformation of colour centres in LiF crystals with given content of oxygen, hydroxyl and metal ions / G. Baldacchini, O. Goncharova, V.S. Kalinov, R.M. Montereali, A. Vincenti, A.P. Voitovich // 10th Europhysical conference on defects in insulating materials: Conference program and book of abstracts, Milano, Italy, 10–14 July 2006./ University of Milano-Bicocca; ed.: A. Vedda. – Milano, 2006. – P. 344.

101–А. Baldacchini, G. Thermoluminescence of LiF and F2 color centers / G. Baldacchini, A.T. Davidson, V.S. Kalinov, A.G. Kozakiewicz, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.P. Voitovich // 10th Europhysical conference on defects in insulating materials: Conference program and book of abstracts, Milano, Italy, 10–14 July 2006./ University of Milano-Bicocca; ed.: A. Vedda. – Milano, 2006. – P. 66.

102–А. Baldacchini, G. Thermoluminescence , glow curves and carrier traps in colored and nominally pure LiF crystals /G. Baldacchini, P. Chiacchiaretta, V. Gupta, V. Kalinov // XIII Feofilov symposium on spectroscopyof crystals doped by rare earth and transition metal ions: Abstracts, Baikal, 09-13 July 2007 / Russian Academy of Sciences. – Irkutsk, 2007. – P. 7.

103–А. Kalinov, V.S. Radiation defect formation on the surface and in the bulk of crystals /V.S. Kalinov, A.P. Voitovich, A.P. Stupak // 14th International workshop on inorganic and organic electroluminescence & 2008 International conference on the science and technology of emissive displays and lighting: Abstracts, Bagni di Tivoli, Rome, 09-12 September 2008 / Scientific edition office ENEA-Frascati research center. – Frascati, 2008. – P. 73.

104–A. Войтович, А.П. Спектры возбуждения и люминесценции сильно поглощающих сред /А.П. Войтович, В.С. Калинов, A.П. Ступак // 2ой Конгресс физиков Беларуси: Тезисы докладов, Минск, 3-5 ноября 2008 / Институт физики имени Б.И. Степанова НАН Беларуси. – Минск, 2008. – С. 28-30.

 

 

 

Авторские свидетельства на изобретения

105–А. Способ получения активной среды из кристаллов фторида лития: а. с. 1316323 СССР, МКИ 2 H01 S 3/098 / А.П. Войтович, В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук; Институт физики АН БССР. – № 3981696; заявл. 23.10.85; опубл. 07.12.91 // Открытия. Изобретения. – 1991. – № 45. – С. 28.

106–А. Способ отбора заготовок кристаллов фтористого кальция: а. с. 1492912 СССР, МКИ2 G01 N 21/17 / А.П. Войтович, В.С. Калинов, В.Е. Матюшков, С.А. Михнов, О.Н. Билан, А.В. Салтанов, Э.С. Гуревич, А.П. Чучалов, А.А. Шалапенок; Институт физики АН БССР и Конструкторское бюро точного электронного машиностроения. – № 4299137; заявл. 20.07.87; опубл. 10.10.08 // Изобретения. Полезные модели. – 2008. – № 28. – С. 123.

107–А. Способ изготовления шаблона: а. с. 1788532 СССР, МКИ 5 H01 L 21/312 / А.П. Войтович, В.С. Калинов, В.Е. Матюшков, А.В. Салтанов; Институт физики АН БССР. – № 4399213/63; заявл. 31.03.88; опубл. 15.01.93 // Открытия. Изобретения. – 1993. – № 2. – С. 184.

Препринты

108–A.     Калинов, В.С. Изменение спектров поглощения ? – облученных кристаллов фторида лития в области вакуумного ультрафиолета в зависимости от дозы облучения и последующих световых воздействий / В.С. Калинов, С.А. Михнов, С.И. Овсейчук. – Минск, 1987. – 9 с. – (Препринт / Акад. наук Белорусской ССР, Ин-т физики; № 469).

109–A.     Михнов, С.А. Определение ориентации поглощающих диполей в гамма-облученных кристаллах фторида лития и натрия по исследованиям спектров поворота электрического вектора / С.А. Михнов, В.С. Калинов, С.И. Овсейчук, А.В. Салтанов. – Минск, 1990. – 28 с. – (Препринт / Акад. наук Белорусской ССР, Ин-т физики; № 575).

110–A.     Войтович, А.П. (Gd,Ga)3(Ga,Mg,Zr)2Ga3O12: Cr3+ новая активная среда для твердотельных перестраиваемых лазеров ближнего ИК-диапазона / А.П. Войтович, А.Г. Базылев, А.А. Демидович, В.С. Калинов, М.И. Тимошечкин, А.П. Шкадаревич. – Минск, 1990. – 15 с. – (Препринт / Акад. наук Белорусской ССР, Ин-т физики; № 617).

111–A. Билан, О.Н. Определение состава микропримесей в кристаллах фторида лития методом нейтронно-активационного анализа / О.Н. Билан, В.С. Калинов, С.И. Овсейчук, В.Н. Тадэуш. – Минск, 1991. – 8 с. – (Препринт / Акад. наук Белорусской ССР, Ин-т физики; № 640).

112–А. Baldacchini, G. Emission properties of ? irradiated LiF crystals excited in the F absorption band by an excimer laser / G. Baldacchini, M. Cremona, R.M. Montereali, U.M. Grassano, V.S. Kalinov. – Rome, 1992. – 19 p. – (Reprint / ENEA Centro ricerche Frascati; № RT/INN92/18).

113–А. Baldacchini, G. Triplet state optical investigation of the F3+ color center in LiF / G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, G. D’Auria, V.S. Kalinov. – Rome, 1994. – 29 p. – (Reprint / ENEA Centro ricerche Frascati; № RT/INN94/52).

114–А. Baldacchini, G. Green-red active color centers in LiF crystals / G. Baldacchini, R.M. Montereali, M. Cremona, V.S. Kalinov. – Rome, 1998. – 14 p. – (Reprint / ENEA Centro ricerche Frascati; № RT/INN98/15).

115–А. Baldacchini, G. Peak frequency and linewidth of the optical bands of F2 and F3+ centers in LiF / G. Baldacchini, E. De Nicola, R.M. Montereali, A. Scacco, V.S. Kalinov. – Rome, 1999. – 17 p. – (Reprint / ENEA Centro ricerche Frascati; № RT/INN99/5).

116–А. Baldacchini, G. Annealing of gamma rays colored LiF crystals / G. Baldacchini, T. Marolo, R.M. Montereali, A. Pace, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich. – Rome, 2004. – 14 p. – (Reprint / ENEA Centro ricerche Frascati; № RT/2004/67/FIS).

117–А. Baldacchini, G. Glow peaks of pure LiF crystals and their connection with different kinds of color centers / G. Baldacchini, R.M. Montereali, E. Nichelatti, A.T. Davidson, A.Z. Kozakievich, V.S. Kalinov, A.P. Voitovich – Rome, Italy, 2007. – 28 p. – (Reprint / ENEA Italy, Centro Richerce Frascati; № RT/2007/30/FIM).


РЭЗЮМЭ

Калінаў Уладзімір Сяргеевіч

АПТЫЧНЫЯ ЎЛАСЦІВАСЦІ ІЁННЫХ КРЫШТАЛЯЎ З РАДЫЯЦЫЙНЫМІ І ПРЫМЕСНЫМІ ЦЭНТРАМІ АФАРБОЎКІ

Ключавыя словы: паглынанне, фоталюмінесцэнцыя, радыяцыйныя цэнтры афарбоўкі, шчолачна-галоідныя крышталі, сапфір, фтарыд кальцыю, прымесныя цэнтры афарбоўкі, разупарадкаваныя крышталі, лазер, тэрмалюмінесцэнцыя,

Аб’ект даследавання: крышталічныя асяроддзі з радыяцыйнымі і прымеснымі цэнтрамі афарбоўкі.

Прадмет даследавання: аптычныя характарыстыкі крышталічных і полікрышталічных асяроддзяў з радыяцыйнымі і прымеснымі дэфектамі.

Мэта даследавання: устанаўленне аптычнымі метадамі заканамернасцяў і асаблівасцяў дэфектаўтварэння ў крышталічных матэрыялах пры іх актываванні або пры радыяцыйным уздзеянні на іх, высвятленне і дэманстрацыя магчымасцяў выкарыстання атрыманых вынікаў для распрацоўкі новых актыўных асяроддзяў лазераў, перспектыўных элементаў оптаэлектронікі і знаходжання радыяцыйных уласцівасцяў аптычных матэрыялаў.

Метады даследавання: эксперыментальнае вывучэнне аптычных характарыстык дыэлектрычных крышталяў з радыяцыйнымі і прымеснымі цэнтрамі  афарбоўкі, супастаўленне атрыманых вынікаў з тэарэтычнымі ацэнкамі і вынікамі лікавых разлікаў.

Атрыманыя вынікі і іх навізна. Прадстаўленыя вынікі даследавання аптычных уласцівасцяў аб'ёмных і нізкаразмерных крышталічных матэрыялаў пры ўздзеянні электронных пучкоў і іанізуючых выпраменьванняў, а таксама актываваных іёнамі Cr3+ разупарадкаваных матэрыялаў са структурамі гранатаў і галагерманатаў дазволілі устанавіць шэраг новых спектраскапічных заканамернасцяў, развіць новыя метады даследаванняў, знайсці новыя актыўныя асяроддзі для цвёрдацельных пераладжваемых лазераў. Прапанаваны селектыўныя метады стварэння вызначаных, строга дазіраваных дэфектаў структуры пры радыяцыйным апраменьванні для атрымання матэрыялаў з зададзенымі ўласцівасцямі. Спектраскапічнымі метадамі ў шчолачна-галоідных крышталях выяўлены новыя аспекты фарміравання радыяцыйных дэфектаў рознага тыпу і іх пераўтварэння з прычыны знешніх уздзеянняў.

Вобласць прымянення ўключае спектраскапію, лазерную фізіку, радыяцыйную фізіку цвёрдага цела, радыяцыйную хімію.


РЕЗЮМЕ

Калинов Владимир Сергеевич

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ С РАДИАЦИОННЫМИ И ПРИМЕСНЫМИ ЦЕНТРАМИ ОКРАСКИ

Ключевые слова: поглощение, фотолюминесценция, радиационные центры окраски, щелочно-галоидные кристаллы, сапфир, фторид кальция, примесные центры окраски, разупорядоченные кристаллы, лазер, термолюминесценция.

Объект исследования: кристаллические среды с радиационными и примесными центрами окраски.

Предмет исследования: оптические характеристики кристаллических и поликристаллических сред с радиационными и примесными дефектами.

Цель исследования: установление оптическими методами закономерностей и особенностей дефектообразования в кристаллических материалах при их активировании или при радиационном воздействии на них, выяснение и демонстрация возможностей использования полученных результатов для разработки новых активных сред лазеров, перспективных элементов оптоэлектроники и нахождения радиационных свойств оптических материалов.

Методы исследования: экспериментальное изучение оптических характеристик диэлектрических кристаллов с радиационными и примесными центрами окраски, сопоставление полученных результатов с теоретическими оценками и результатами численных расчетов.

Полученные результаты и их новизна. Представленные результаты исследования оптических свойств объемных и низкоразмерных кристаллических материалов при воздействии электронных пучков и ионизирующих излучений, а также активированных ионами Cr3+ разупорядоченных материалов со структурами гранатов и галлогерманатов позволили установить ряд новых спектроскопических закономерностей, развить новые методы исследований, найти новые активные среды для твердотельных перестраиваемых лазеров. Предложены селективные методы создания определенных, строго дозированных дефектов структуры при радиационном облучении для получения материалов с заданными свойствами. Спектроскопическими методами в щелочно-галоидных кристаллах выявлены новые аспекты формирования радиационных дефектов различного типа и их преобразования вследствие внешних воздействий.

Область применения включает спектроскопию, лазерную физику, радиационную физику твердого тела, радиационную химию.


RESUME

Kalinov Vladimir Sergeevich

OPTICAL PROPERTIES OF IONIC CRYSTALS WITH RADIATIVE

AND DOPANT COLOR CENTERS

Keywords: absorption, photoluminescence, radiation color centers, alkali halide crystals, sapphire, calcium fluoride, impurity color centers, disordered crystals, laser, thermoluminescence.

Object of research: crystalline media with radiation and impurity color centers.

Subject of research: optical characteristics of crystalline and polycrystalline media with radiation and impurity defects.

Research objective: an establishment with optical methods of regularities and features of a defect formation in crystalline materials at their activation process or at radiation action on them, finding-out and demonstration of possibilities to use the obtained effects for development of new active media of tunable lasers, perspective devices of optoelectronics and a determination of radiation properties of optical materials.

Research methods: the experimental study of optical properties of the dielectric crystals with radiative and impurity color centers, comparison of the obtained results with theoretical estimations and numerical computation.

Obtained results and their novelty. The presented results of optical properties research of the bulk and low-dimension crystalline materials at action of electron beams and ionizing radiation, and also doped by ions Cr3 + disordered materials with structures of garnets and gallogermanates have allowed to determine a number of new spectroscopic regularities, to develop new research methods, to find new active mediua for solid-state tunable lasers. The selective methods of creation of the certain, strictly dosed structure defects at a radiation-induced defect formation for production of materials with the defined properties are proposed. By spectroscopic methods new aspects of various types radiative defects formation in alkali halide crystals and their transformation as a result of external actions are discovered.

The field of application includes spectroscopy, the laser physics, a radiation solid state physics, a radiation chemistry.


Калинов Владимир Сергеевич

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ С РАДИАЦИОННЫМИ И ПРИМЕСНЫМИ ЦЕНТРАМИ ОКРАСКИ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

по специальности 01.04.05 - Оптика

 

Подписано в печать 23.01.2012. Формат 60?90 1/16

Бумага – офисная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3.2.

Учетн. изд. л. 2.8. Тираж 70 экз. Заказ № 2.

Институт физики имени Б.И.Степанова НАН Беларуси,

220072, Минск, Беларусь, пр. Независимости, 68.

Отпечатано на ризографе Института физики

Имени Б.И. Степанова НАН Беларуси.

 





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.