Фторидная оптическая нанокерамика

М.Ш. АКЧУРИН3, Т.Т. БАСИЕВ1, В.А. ДЕМИДЕНКО2,
М.Е. ДОРОШЕНКО1, С.В. КУЗНЕЦОВ1, В.А. КОНЮШКИН1,
И.А. МИРОНОВ2, В.В. ОСИКО1, П.А. ПОПОВ4,
А.Н. СМИРНОВ2, П.П. ФЕДОРОВ1
1Институт
общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва
НИТИОМ ВНЦ «ГОИ им. С.И. Вавилова», С.-Петербург
3Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН, Москва
4Брянский государственный университет
2ФГУП
ФТОРИДНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ НАНОКЕРАМИКА
Получены образцы оптической, сцинтилляционной, лазерной фторидной керамики, отличающейся повышенной вязкостью разрушения.
1. Разработка лазерной керамики является одной из наиболее серьезных инноваций последних лет в области лазерных материалов. Лазерная
керамика обладает рядом преимуществ, по сравнению с монокристаллами, а именно: возможность изготовления элементов больших размеров;
превосходные механические свойства; большие концентрации ионовактиваторов при их равномерном распределении (например, Nd:YAG);
возможность получения оптических сред для составов, которые трудно
или невозможно приготовить в виде монокристаллов (например, Y2O3).
2. Анализ развития тенденций современной фотоники показывает,
что прогресс в этой области будет связан с разработкой устройств на основе
3.
5.
фторидных материалов. Основаниями для этого
являются фундаментальные
свойства фторидов: широкое
окно прозрачности от 0,16 до
11 мкм; малая протяженность
фононных спектров; легкость введения в состав фторидов значительных (вплоть
до 1021 см-3) концентраций активных редкоземельных ионов;
высокая теплопроводность,
хорошие механические свойства и высокая влагостой4.
кость.
6. Ведется разработка оптической фторидной керамики [1]. В качестве модельного объекта исследованы образцы природной оптической
керамики CaF2 Суранского месторождения. Согласно данным электронной и атомно-силовой микроскопии она является нанокерамикой [2].
7. Приготовление прекурсора является ключевой проблемой при
получении прозрачной фторидной керамики [3]. Образцы оптической керамики различного химического состава приготовлены методом горячего
прессования. Достигнут уровень оптических потерь 10-2-10-3 см-1 [4]. Образцы как природной, так и искусственной оптической керамики CaF2
имеют аномально высокую вязкость разрушения (в 3-6 раз выше, чем монокристаллы). Теплопроводность и спектрально-люминесцентные характеристики керамики практически не отличаются от монокристаллов [5].
8. На образцах керамики BaF2: Ce3+ получена эффективная сцинтилляция Ce3+ со световыходом 19 % от NaI: Tl .
9. На образцах керамики LiF c F2-центрами окраски, CaF2: Yb 3+,
CaF2-SrF2: Yb3+ получена лазерная генерация c использованием диодной накачки [6,7].
10. Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального
агентства по науке и инновациям РФ по Государственному контракту №
02.435.11.2011.
Список литературы
Федоров П.П., Осико В.В., Басиев Т.Т., Орловский Ю.В., Дукельский К.В., Миронов И.А., Демиденко В.А., Смирнов А.Н. Российские нанотехнологии. 2007. Т.2.
№ 5-6. С. 95-105.
Акчурин М.Ш., Гайнутдинов Р.В., Смолянский П.Л., Федоров П.П. Докл. РАН,
ф. 2006. Т.406. № 2. С.180-182.
Кузнецов С.В., Яроцкая И.В., Федоров П.П., Воронов В.В., Лаврищев С.В., Басиев
Т.Т., Осико В.В. //Ж. неорган. химии. 2007. Т.52. № 3. С. 364-369.
Палашов О.В., Хазанов Е.А., Мухин И.Б., Миронов И.А., Смирнов А.Н., Дукельский К.В., Федоров П.П., Осико В.В., Басиев Т.Т. Квантовая электроника.
2007. Т.37. №1. С.27-28.
Попов П.А., Дукельский К.В., Миронов И.А., Смирнов А.Н., Смолянский
П.А., Федоров П.П., Осико В.В., Басиев Т.Т. Доклады РАН.2007. Т.412. №2.
С.185-187.
Басиев Т.Т., Воронов В.В., Конюшкин В.А., Кузнецов С.В., Лаврищев С.В, Осико
В.В., Федоров П.П., Анкудинов А.Б., Алымов М.И. Доклады РАН. 2007. Т. 417. №
5.
Басиев Т.Т., Дорошенко М.Е., Конюшкин В.А., Осико В.В., Иванов Л.И., Симаков
С.В. Квантовая электроника 2007. Т.37. №11.
Basiev T.T., Doroshenko M.E., Fedorov, P.P., Konuyshkin V.A., Kouznetsov S.V.,
Osiko V.V. 3rd Laser Ceramics Symposium: Int. Symposium on Transparent Ceramics
for Photonic Applications. October 8-10, 2007. Paris. Abstract O-L-1.