ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ФЮХТБАУЭРА–ЛАДЕНБУРГА И СООТВЕТСТВИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРОВ СЕЧЕНИЙ СТИМУЛИРОВАННОГО ИСПУСКАНИЯ НЕОДИМОВЫХ ЛАЗЕРНЫХ СРЕД

Для создания лазеров, генерирующих импульсы ультракороткой длительности, представляют большой интерес лазерные материалы с широкими полосами усиления. В этой связи значительный интерес представляют структурно разупорядоченные материалы, в частности новые кристаллические среды, принадлежащие тригональной сингонии Nd3+:Ca10K(VO4 )7 (Nd:CKV), Nd3+:Ca9 La(VO4 )7 (Nd:CLaV) и Nd3+:Ca10Li(VO4 )7 (Nd:CLiV). В данной работе формула Фюхтбауэра-Ладенбурга и интегральный метод соответствия применены для определения спектров сечений стимулированного испускания указанных выше кристаллов на переходах 4 F3/2 → 4 I9/2, 4 F3/2 → 4 I11/2, и 4 F3/2 → 4 I13/2 иона неодима. Максимальные пиковые значения сечений стимулированного испускания и наибольшие спектральные ширины полос в области 1,07 мкм составляют 9,33·10-20 см2 (σ-поляризация, Nd:CKV) и 30 нм (π-поляризация,  Nd:CKV), в области 1,35 мкм – 1,55·10-20 см2 и 50 нм (π-поляризация, Nd:CKV). Полосы стимулированного испускания, а следовательно, и усиления в областях спектра 1,07 и 1,35 мкм являются гладкими и бесструктурными с ширинами, позволяющими получать ультракороткие импульсы света с длительностью  ≈  60 фс (1,07 мкм), ≈ 45 фс (1,35 мкм) в лазерах на исследованных лазерных средах, работающих в режиме синхронизации мод. 

1. Kisel, V.E. Femtosecond pulse generation with a diode-pumped Yb3+:YVO4 laser / V.E. Kisel [et al.] // Optics Letters. – 2005. – Vol. 30, № 10. – P. 1150–1152.

2. Ter-Gabrielyan, N. Spectroscopic and laser properties of resonantly (in-band) pumped Er:YVO4 and Er:GdVO4 crystals: a comparative study / N. Ter-Gabrielyan [et al.] // Opt. Lett. Express. – 2012. – Vol. 2, № 8. – P. 1040–1049.

3. Chen, H.R. Passive mode-locking in diode-pumped c-cut Nd:LuVO4 laser with a semiconductor saturableabsorber mirror / H.R. Chen [et al.] // Appl. Phys. B. – 2009. – Vol. 96. – P. 19–23.

4. Petrov, V.V. Partially disordered Yb:CdxY1-xVO7 crystal for femtosecond lasers / V.V. Petrov [et al.] // International Conference on Lasers, Applications and Technologies: Conference program, Minsk, Belarus, May 28 – June 1 / B.I. Stepanov Institute of Physics; ed. by V.A. Orlovich [et al.]. – Minsk, 2007. – P. 67310I-1.

5. Belik, A.A. Crystal Structures of Double Vanadates, Ca9 R(VO4 )7 . I. R = La, Pr, and Eu / A.A. Belik [et al.] // Cryst. reports. – 1997. – Vol. 42, № 5. – P. 751–756.

6. Loiko, P.A. Growth, spectroscopic and thermal properties of Nd-doped disordered Ca9 (La/Y)(VO4 )7 and Ca10(Li/K)(VO4 )7 crystals / P.A. Loiko [et al.] // Journal of Luminescence. – 2013. – Vol. 137. – P. 252–258.

7. Левшин, Л.В. Люминесценция и ее измерения: Молекулярная люминесценция / Л.В. Левшин, А.М. Селецкий. – М. : Изд-во МГУ, 1989. – 272 с. 8. The infrared and electro-optical systems handbook : in 8 volumes / Joseph S. Accetta, David L. Shumaker (executive editors). – Washington : SPIE optical eng. press. – Vol. 2 : Atmospheric propagation of radiation / Frederick G. Smith (editor). – 1993. – 322 p.

8. Kramida A., Ralchenko Yu., Reader J., and NIST ASD Team (2013). NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.1), [Online]. Available: http://physics.nist.gov/asd [2013, October 22]. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD.

9. Judd, B.R. Optical absorption intensities of rare-earth ions / B.R. Judd // Phys. Rev. – 1962. – Vol. 127. – P. 750–761.

10. Ofel, G.S. Intensities of crystal spectra of rare earth ions / G.S. Ofelt // Journal Chem. Phys. – 1962. – Vol. 37. – P. 511–520.

11. Payne, S.A. Infrared cross-section measurements for crystals doped with Er3+, Tm3+ and Ho3+ / S.A. Payne [et al.] // IEEE J. of Quantum Electron. – 1992. – Vol. 28. – P. 2619–2630.

12. Yasukevich, A.S. Integral method of reciprocity in the spectroscopy of laser crystals with impurity centers / A.S. Yasukevich [et al.] // Journal of App. Spectroscopy. – 2004. – Vol. 71. – P. 202–208.