Спектроскопические свойства легированного ионами Ho3+ кристалла SrF2 для применения в лазерах, излучающих в зеленой и красной областях спектра
Аннотация
Проведены спектроскопические исследования кристаллов SrF2, легированных Ho3+, с целью их применения в твердотельных лазерах. Кристаллическая структура кристалла Ho:SrF2 исследована методом монокристаллической рентгеновской дифракции. SrF2 имеет кубическую структуру с пространственной группой Fm3m. Для монокристалла Ho:SrF2 наблюдался КР-сдвиг 288 см–1. Хосты SrF2 с низкочастотными колебательными режимами подходят для снижения нерадиационных выбросов при максимальном увеличении радиационных выбросов. Спектр поглощения зарегистрирован в видимой области 400—800 нм с линиями поглощения при 416, 450, 468, 473, 484, 536, 638 и 643 нм. В спектре флуоресценции при λвозб = 450 нм наблюдаются полосы излучения при 546 и 656 нм, соответствующие зеленому и красному свечению. Параметры интенсивности Ωλ (λ = 2, 4 и 6) оценивались с использованием теории Джадда–Офельта. Для монокристалла Ho:SrF2 расчет дает Ω2 = 0.14×10–20 см2, Ω4 = 3.14×10–20 см2 и Ω6 = 3.74×10–20 см2. Вероятности радиационных переходов, радиационное время жизни и коэффициенты ветвления βR для Ho:SrF2 определены с помощью параметров Джадда–Офельта. Переход 5S2 + 5F4 → 5I8 более эффективен для процессов формирования популяций из-за времени жизни (0.26 мс) и более высоких коэффициентов ветвления (~82.86%). Установлено, что Ho:SrF2 является перспективным кристаллом для твердотельных лазеров, излучающих в зеленой и красной областях спектра.
Об авторах
R. KumarИндия
Хисар, Харьяна
D. Joseph
Индия
Хисар, Харьяна
Список литературы
1. T. Danger, J. Koetke, R. Brede, E. Heumann, G. Huber, B. H. T. Chai, Appl. Phys., 76 , 1413–1422 (1994).
2. F. Moglia, S. Müller, T. Calmano, G. Huber, 5th EPS-QEOD Europhoton Conf. 2012, Stockholm, Sweden, 25 (2012).
3. B. P. Scott, F. Zhao, R. S. F. Chang, N. Djeu, Opt. Lett., 18 , 113–115 (1993).
4. S. R. Bowman, S. O’Connor, N. J. Condon, Opt. Express, 20 , 12906–12911 (2012).
5. P. W. Metz, F. Moglia, F. Reichert, S. Müller, D.-T. Marzahl, N.-O. Hansen, C. Kränkel, G. Huber, Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Europe - EQEC) 2013, Munich, Germany, paper: CA-2.5 (2013).
6. B. N. Kazakov, M. S. Orlov, M. V. Petrov, A. L. Stolov, A. M. Tkachuk, Opt. and Spectrosc., 47 , 676 (1979).
7. H. Jensen, D. Castleberry, D. Gabbe, A. Linz, IEEE J. Quantum Electron., 9 , 665 (1973).
8. P. Rekha Rani, M. Venkateswarlu, Sk. Mahamuda, K. Swapna, Nisha Deopa, A. S. Rao, J. Alloys Compd., 787 , 503–518 (2019).
9. Wenqian Cao, Feifei Huang, Tao Wang, Renguang Ye, Ruoshan Lei, Ying Tian, Junjie Zhang, Shining Xu, Opt. Mater., 75 , 695–698 (2018).
10. M. Kochanowicz, J. Zmojda, P. Miluski, A. Baranowski, M. Leich, A. Schwuchow, M. Jeager, M. Kuwik, J. Pisarska, W. A. Pisarski, D. Dorosz, Opt. Mater. Express, 9 , 1450–1458 (2019).
11. E. Chicklis, C. Naiman, L. Esterowitz, R. Allen, IEEE J. Quantum Electron., 13 , 893–895 (1977).
12. J. Y. Allain, M. Monerie, H. Poignant, Electron. Lett., 26 , 261–263 (1990).
13. David S. Funk, J. G. Eden, IEEE J. Quantum Electron., 37 , 980–992 (2001).
14. A. A. Kaminski, L. Bahaty, P. Becker, H. J. Eichler, H. Rhee, Laser Phys. Lett., 4 , 668–673 (2007).
15. Bingrui Li, Xin Zhao, Edwin Yue Bun Pun, Hai Lin, Opt. Laser Technol., 107 , 8–14 (2018).
16. G. M. Sheldrick, Acta Cryst. A, 71 , 3–8 (2015).
17. L. J. Bourhis, O. V. Dolomanov, R. J. Gildea, J. A. K. Howard, H. Puschmann, Acta Cryst. A, 71 , 59–75 (2015).
18. O. V. Dolomanov, L. J. Bourhis, R. J. Gildea, J. A. K. Howard, H. Puschmann, J. Appl. Cryst., 42 , No. 2, 339–341 (2009).
19. R. L. Rousseau, R. P. Baumann, S. P. S. Porto, J. Raman Spectrosc., 10 , No. 1, 253 (1981).
20. G. A. Kourouklis, E. Anastassakis, Phys. Rev. B, 34 , 1233 (1986).
21. F. Reichert, F. Moglia, P. W. Metz, A. Arcangeli, D.-T. Marzahl, S. Veronesi, D. Parisi, M. Fechner, M. Tonelli, G. Huber, Opt. Mater. Express, 5 , 88–101 (2014).
22. D. Rajesh, M. Dhamodhara Naidu, Y. C. Ratnakaram, A. Balakrishna, J. Lumin., 29 , No. 7, 854–860 (2014).
23. B. R. Judd, Phys. Rev., 127 , 750 (1962).
24. G. S. Ofelt, J. Chem. Phys., 37 , 511–520 (1962).
25. R. D. Peacock, Structure & Bonding, 22 , 83 (1975).
26. W. T. Carnall, P. R. Fields, K. Rajnak, J. Chem. Phys., 49 , 4412 (1968).
27. S. Tanabe, T. Ohayagi, N. Soga, T. Hanada, Phys. Rev. B, 46 , 3305 (1992).
28. H. Ebendorff-Heidepriem, D. Ehrt, M. Bettinelli, A. Speghini, J. Non-Cryst. Solids, 240 , 66 (1998).
29. H. Takebe, Y. Nageno, K. Morinaga, J. Am. Ceram. Soc., 78 , 61 (1995).
30. B. M. Walsh, P. B. Norman, D. B. Baldassare, J. Appl. Phys., 83 , 2772 (1998)
31. V. D. Rodríguez, J. Del Castillo, A. C. Yanes, J. Méndez-Ramos, M. Torres, J. Peraza, Opt. Mater., 29 , 1159 (2007).
32. J. Peng, H. Xia, P. Wang, H. Hu, L. Tang, Y. Zhang, H. Wang, B. Zhang, J. Mater. Sci. Technol., 30 , 910 (2014).
33. R. S. Quimby, N. J. Condon, S. P. O’Connor, S. R. Bowman, Opt. Mater., 34 , 1603 (2012).
34. H. M. Ha, T. T. Q. Hoa, L. V. Vu, N. N. Long, J. Mater Sci.: Mater. Electron., 29 , 1607–1613 (2018).
Рецензия
Для цитирования:
Kumar R., Joseph D. Спектроскопические свойства легированного ионами Ho3+ кристалла SrF2 для применения в лазерах, излучающих в зеленой и красной областях спектра. Журнал прикладной спектроскопии. 2024;91(4):603.
For citation:
Kumar R., Joseph D. Spectroscopic Studies of Ho3+ Doped SrF2 Crystal for Green and Red Laser Applications. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2024;91(4):603.