Определение коэффициентов пропорциональности между концентрациями активаторов Ce3+, Pr3+ и Yb3+ в монокристаллах BaY2F8 и коэффициентами поглощения

В настоящее время проводится большое количество работ по совершенствованию технологии получения активной среды твердотельных лазеров с диодной накачкой с целью снижения массогабаритных характеристик при увеличении эффективности и удельного энергосъема. Одной из стадий генерации активной среды для создания лазера с заданными свойствами является подбор оптимальной концентрации вещества.

Кристаллы двойных фторидов бария-иттрия стехиометрического состава были активированы одновременным введением трех разных элементов группы лантаноидов в разном соотношении.  Ионы иттербия замещают иттрий в матрице, уменьшая среднее значение периода решетки, что приводит к уменьшению предельной концентрации вводимых ионов церия и празеодима. Ионы цериевой подгруппы Ce³⁺ и Pr³⁺ не изоморфно растворяются в матрице BaY₂F₈, превышение их суммарной концентрации 0,4 % ат. приводит к выпадению второй фазы.

Определение концентрации активаторов проводилось по спектрам поглощения на спектрофотометре СФ-26. Связь поглощения с концентрацией поглощающего вещества устанавливалась по закону Бера. Для кристаллов без включений второй фазы взаимодействие активных частиц не велико и закон Бера достаточно хорошо выполняется.  Кристаллы полностью прозрачны, и в видимом диапазоне можно снимать спектры поглощения с целого, выращенного методом вертикальной направленной кристаллизации, образца длиной 10 мм. Для наблюдения поглощения в УФ диапазоне спектра кристаллы разрезали из разных частей на пластины толщиной 2 мм. Для определения коэффициента пропорциональности в уравнении Бера выбраны максимумы полос поглощения на длинах волн 302 нм для Ce³⁺, 445 нм для Pr³⁺ и 960 нм для Yb³⁺.

Определенные коэффициенты пропорциональности соответственно равны 0,021 ± 0,002; 0,57 ± 0,02; 0,31 ± 0,01.