ФГАОУ ВПО «Северо–Кавказский федеральный университет:

Е. И. Поздняков

ООО НПФ «ЛЮМ»:

В. А. Воробьев

О. Я. Манаширов

Исследованы люминесцентные свойства твердых растворов (Y_1−xYb_x)₃Al₅O₁₂ при лазерном возбуждении. Получены спектры ИК−люми несценции при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 0,94 мкм. Проведен анализ спектров люминесценции для твердых растворов с различной концентрацией ионов иттербия в составе и установлены зависимости интенсивности люминесценции от активаторного состава. Установлено, что в диапазоне концентраций ионов иттербия в составе (0,03 ≤ x ≤ 0,09) происходит значительное увеличение интенсивности люминесценции в области 1032 нм и достигает максимума. При дальнейшем увеличении концентрации ионов иттербия в диапазоне (0,09 ≤ x ≤ 0,115) наблюдается уменьшение интенсивности люминесценции. Уменьшение интенсивности люминесценции вызвано действием мультипольных и миграционных взаимодействий между ионами иттербия, а также тем, что при повышенных концентрациях возрастает вероятность рекомбинации энергии между ионами иттербия и различными тушащими центрами. Установлено, что изменение концентрации ионов иттербия оказывает также сильное влияние на кинетические характеристики ИК−люминесценции твердых растворов (Y_1−xYb_x)₃Al₅O₁₂. При увеличении концентрации активатора до 0,03 мольных долей постоянная времени послесвечения τ монотонно увеличивается с 1040 до 1120 мкс. При дальнейшем увеличении содержания активатора в составе твердого раствора τ монотонно уменьшается и при концентрации активатора, равной 0,15 мольных долей, составляет 744 мкс. Для твердых растворов (Y_1−xYb_x)₃Al₅O₁₂ с максимальной интенсивностью ИК−люминесценции в полосе 1032 мкм постоянная затухания составляет примерно 794 мкс.

1. Манаширов, О. Я. Влияние чистоты исходных веществ на интенсивность люминесценции эрбия в антистоксовых люминофорах / О. Я. Манаширов, Н. И. Смирдова, Н. П. Ефрюшина, Н. С. Полуэктов // Высокочистые вещества. − 1988. − № 3. − С. 198—201.

2. Geller, S. Crystal chemistry of the garnets / S. Geller // Z. Kristallographic. − 1967. − V. 125. − N 1−6. − Р. 1—47.
3. Зимина, Г. В. Синтез и исследование алюмоиттриевых гранатов, легированных неодимом и иттербием / Г. В. Зимина, А. В. Новоселов, И. Н. Смирнова, Ф. М. Спиридонов, Г. Я. Пушкина, Л. Н. Комиссарова // Журн. неорган. химии. − 2010. − Т. 55, № 12. − C. 1945—1948.
4. Манаширов, О. Я. Синтез и исследование ИК−люминесценции твердых растворов (Y_1−xYb_x)₂O₃ при лазерном возбуждении / О. Я. Манаширов, В. А. Воробьев, Б. М. Синельников, Е. М. Зверева // Вестн. СевКавГТУ. − 2011. − № 8. − С. 14—24.
5. Чугунова, М. М. Люминесцентные свойства прозрачных керамик Y₃Al₅O₁₂ : Yb / М. М. Чугунова, И. А. Каменских, В. В. Михайлин, С. А. Усенко // Оптика и спектроскопия. − 2010. − Т. 109, № 6. − С. 925—957.
6. Esmaeilzadeh, M. Experimental study on temperature dependence of absorption and emission properties of Yb : YAG crystal as a disk laser medium / M. Esmaeilzadeh, H. Roohbakhsh, A. Ghaedzadeh // World Acad. of Sci., Eng. and Technol. − 2012. − V.−63. − P. 436—439.
7. Schmitt, R. L. Design and performance of a high−repetition−rate single−frequency Yb : YAG microlaser / R. L. Schmitt, Binh T. Do // Proc. of SPIE. − 2008 − V. 6871. − P. 39—48
8. Niklas, A. Disclosure of defects in YAG crystals by the thermoluminescence method / A. Niklas // Appl. Phys. − 1984. − V. 35. − P. 249—253
9. Taira, T. Modeling of quasi−three−level lasers and operation of cw Yb : YAG lasers / T. Taira, W. M. Tulloch, R. L. Byer // Appl. Optics. − 1997. − V. 36, N 9. − P. 1867—1874
10. van Pieterson, L. Charge transfer luminescence of Yb³⁺ / L. van Pieterson, M. Heeroma, E. de Heer, A. Meijerink // J. of Luminescence. − 2000. − V. 91. − P. 177—193.
11. Laversenne, L. Optimization of spectroscopic properties of Yb³⁺−doped refractory sesquioxides: cubic Y₂O₃, Lu₂O₃ and monoclinic Gd₂O₃ / L. Laversenne, Y. Guyot, C. Coutaudier // Optical Mater. − 2001. − V. 16. − P. 475—483.
12. Dexter, D. L. A theory of sensitized luminescent in solids / D. L. Dexter // J. Chem. Phys. − 1953. − V. 21, N 5. − P. 836—850.
13. Dexter, D. L. Theory of concentration quenching in inorganic phosphors / D. L. Dextrer, L. Shulman // J. Chem. Phys. − 1954. − V. 22, N 6. − P. 1064—1070.
14. Полуэктов, Н. С. Определение микроколичеств лантаноидов по люминесценции кристаллофосфоров / Н. С. Полуэктов, Н. П. Ефрюшина, С. А. Гава. − Киев : Наукова думка, 1976. − 212 с.
15. Boulon, G. Why so deep research on Yb³⁺−doped optical inorganic materials? / G. Boulon // J. Alloys and Compounds. − 2008. − V. 452. − P. 1—11.
16. Yoshikawa, A. Growth and spectroscopic analysis of Yb³⁺− doped Y₃Al₅O₁₂ fiber single crystals / A. Yoshikawa, G. Boulon, L. Laversenne // J. Appl. Phys. − 2003. − V. 94. − Р. 5479—5488.
17. Bensalah, A. Spectroscopic properties of Yb³⁺ : LuLiF₄ crystal growth by the Gzochralski method for laser applications and evaluation of quenching processes: a comparison with Yb³⁺ : LuLiF₄ / A. Bensalah, Y. Guyot, A. Brenier // J. Alloys and Compounds. − 2004. − V. 380 − P. 15—26.
18. Zhang, L. Evaluation of spectroscopic properties of Yb³⁺ in tetraphosphate glass / L. Zhang, H. Hu // J. Non−Cryst. Solids. − 2001. − V. 292. − P. 108—114.
19. Boulon, G. Radiactive and non−radiactive energy transfers in Yb³⁺−doped sesquioxide and garnet laser crystals from combinatorial approach based on gradient concentration fibers / G. Boulon, L. Laversenne, C. Goutaudier // J. Luminescence. − 2003. − V. 102−103. − P. 417—425.
20. DeLoach, L. D. Evaluation of absorption and emission properties of Yb³⁺ doped crystals for laser applications / L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase // JEEE J. Quantum Electronics. − 1993. − V. 29, N 4. − P. 1179—1191.