Belső frekvenciakétszerező lézerkristályok növesztése és spektroszkópiai vizsgálata
Angol cím
Growth and spectroscopic study of self-frequency doubling laser crystals
zsűri
Fizika 1
Kutatóhely
Kristályfizikai Osztály (MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet)
résztvevők
Beregi Jelena Péter Ágnes
projekt kezdete
2004-01-01
projekt vége
2008-06-30
aktuális összeg (MFt)
7.686
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A munkák a kutatási tervnek megfelelően folytak, az YAl3(BO3)4, (YAB), Bi2TeO5, (BTO), és LiNbO3, (LN) kristályokon. A vizsgálatokhoz ritkaföldfémekkel (RE) adalékolt YAB, BTO és LN kristályokat növesztettünk. Nagyfelbontású (0.01-0.5 cm-1) abszorpciós mérésekkel meghatároztuk YAB:Dy, Er és Ho, BTO:Ho, Er, Yb és Tm kristályokban az RE3+ ionok term diagramját a Stark komponensekkel. A kristálytér számítások a kisérleti szinképekkel jó egyezést adtak. YAB:Er kristályban a bór izotóphatását is tartalmazó vibronikus átmeneteket azonosítottunk. YAB:Ho kristályok szinképében szilárd fázisban ritkán megfigyelhető jelenséget, a 165Ho izotóp mágneses magmomentumából eredő hiperfinom felhasadást azonosítottunk, amit számitásokkal igazoltunk. A BTO:RE kristályokban a kisérleti szinképek és számítások alapján meghatároztuk az RE3+ ionok beépülését (Bi helyek).
Meghatároztuk YAB:Dy, Er, BTO:Ho, Er, Yb, Tm kristályokban az RE3+ ionok gerjesztési és emissziós szinképeit, valamint a lumineszcencia kinetikai jellemzőit. A Judd-Ofelt számitások illesztései alapján számos átmenetnél lehetséges lézerhatás. Energiaátadást azonosítottunk YAB:Yb,Tm és BTO:Yb,Tm kettősen adalékolt kristályokban Tm--Yb és Yb--Tm irányokban, az utóbbi esetben a Tm-szinteken felgerjesztéssel kombinálva, valamint LN:Tb,Eu kristályokban a Tb--Er és Er--Tb irányban, LN:Er és LN:Tb kristályokban a gazdarács -- RE-ion irányban.
A feladatokban olasz, lengyel, mexikói és USA partnerek vettek részt.
kutatási eredmények (angolul)
The investigations, according to the project plan, were performed on YAl3(BO3)4, (YAB), Bi2TeO5, (BTO) and LiNbO3, (LN) crystals. Rare-earth (RE) doped YAB, BTO and LN crystals were grown for the studies.
The energy levels and their Stark components of the RE3+ ions were determined in YAB:Dy, Er, Ho and BTO:Ho, Er, Yb, Tm crystals by high resolution (0.01-0.5cm-1) absorption spectroscopy. The performed crystal field calculations were in good agreement with the experiments. Vibronic transitions including boron isotope effect were identified in the YAB:Er spectra. Hyperine splitting was observed in the YAB:Ho spectra due to the nuclear moment of the 165Ho isotope, what was unique experience in condensed state. In BTO:RE crystals the spectra and calculations verified the RE3+-incorporation into Bi-sites.
Excitation and emission spectra of RE3+ ions were determined in YAB:Dy, Er and BTO:Ho, Er, Yb, Tm crystals, and the kinetics of the luminescence was followed by pulse excitation. The Judd-Ofelt calculations predict laser effects for several transitions in the above systems. Energy transfer was identifeied in YAB:Yb,Tm and BTO:Yb,Tm double doped crystals in both Tm--Yb and Yb--Tm directions. This later was combined with up-conversion within the Tm-manifolds. In LN:Tb,Eu crystals Tb--Er and Er--Tb transwer were observed, while in LN:Er and LN:Tb crystals to the host--RE-ion directions.
Italian, Polish, Mexican and US institutes participated in the program.
Földvári I; Beregi E; Capelletti R; Baraldi A: Visible range optical absorption of Er3+ ions in yttrium aluminum borate single crystals, phys stat sol (c) 2; 260-263, 2005
Alvarez E; Sosa R; Földvári I; Polgár K; Péter Á; Munoz AF: Judd-Ofelt analysis and energy transfer mechanism in LiNbO3:Er3+ single crystals, phys stat sol (c) 2; 175-179, 2005
Alvarez E; Sosa R; Földvári I; Polgár K; Péter Á; Munoz A: Spectral holes in photorefractive LiNbO3:Er3+ and LiNbO3:Tb3+ single crystals, Techn. Digest Workshop on Lithium niobate from material to device, from device to systam, Metz May 2005; pp. 135-136, 2005
Beregi E; Földvári I; Sváb E; Mészáros Gy; Solarz P; Dominiak-Dzik G: Effect of the Er3+ concentration on the stucture and spectroscopic properties of Er:YAB crystals., Proc. 3rd Intern. Conf. for Physics of Crystals, "Physics of Crystals in 21 Century" Chernogolovka, Russia, November 2006; pp. 238-240, 2006
Földvári I; Beregi E; Solarz P; Dominiak-Dzik G; Ryba-Romanowski W; Watterich A: Luminescence of YAB:Er single crystal, Phys. Stat. Sol (c) 4; 893-896, 2007
Baraldi A; Földvári I; Capelletti R; Magnani N; Mazzera M; Beregi E: High resolution FTIR absorption study of holmium doped yttrium aluminum borate single crystals, Phys. Stat. Sol (c) 4; 1364-1367, 2007
Lengyel K; Szaller Zs; Péter Á; Polgár K; Kovács L: Raman spectroscopic investigation of the domain structures in doped LiNbO3 crystals, Ferroelectr. (accepted for publication) 2008, 2008
Dominiak-Dzik G; Ryba-Romanowski W; Lisiecki R; Földvári I; Beregi E: YAl3(BO3)4:Yb&Tm nonlinear crystal; up- and down-conversion phenomena and excited state relaxations., J. Phys. Chem. A (submitted), 2008
Bencs L; Horváth V; Varga I; Beregi E; Kántor T: Analysis of yttrium aluminum borate crystals by solution based methods: inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and flame atomic absorption spectrometry, Spectrochim Acta B 59; 1851-1859, 2004
Dominiak-Dzik G; Ryba-Romanowski W; Kovács L; Beregi E: Effect of temperature on luminescence and VUV to visible conversion in the YAl3(BO3)3:Dy3+ (YAB:Dy) crystal, Radiat Measur 38; 557-561, 2004
Baraldi A; Capelletti R; Magnani N; Mazzera M; Beregi E; Földvári I: Spectroscopic investigation and crystal field modeling of Dy3+ and Er3+ energy levels in yttrium aluminum borate (YAB) single crystals, J Phys Condens Matter 17; 6245-6255, 2005
Sosa R; Földvári I; Watterich A; Munoz A; Maillard R; Kugel G: Photoluminescence of Er3+ ions in Bi2TeO5 single crystals, J Lumin 111; 25-35, 2005
Alvarez E; Sosa R; Földvári I; Polgár K; Péter Á; Munoz A: Co-emission of Tb3+ and Eu3+ ions in LiNbO3:Tb,Eu single crystals, Phys. Stat. Sol (c) 4; 826-829, 2007
Baraldi A; Capelletti R; Mazzera M; Magnani N; Földvári I; Beregi E: Hyperfine interactions in YAB: Ho3+: a high resolution investigation, Phys. Rev. B 76 165130/1-10, 2007
Dominiak-Dzik G, Ryba-Romanowski W; Lisiecki R; Földvári I: Spectroscopic properties of Tm3+:Bi2TeO5 single crystal, Cryst. Res. Techn. 42; 1335-1340, 2007
Földvári I; Baraldi A; Capelletti R; Magnani N; Sosa RF; Munoz AF; Kappers LA; Watterich A: Optical absorption and luminescence of Ho3+ ions in Bi2TeO5 single crystals, Opt. Mater. 29; 688-696, 2007
Mazzera M; Baraldi A; Capelletti R; Beregi E; Földvári I: Electron - phonon interaction in Er and Dy doped YAl3(BO 3)4 single crystals, Phys. Stat. Sol (c) 4; 860-863, 2007
Lisiecki R; Dominiak-Dzik G; Ryba-Romanowski W; Földvári I, Péter Á:: Energy transfer and up-conversion in Bi2TeO5 crystals co-doped with Yb3+ and Tm3+, Opt. Mater. online June, 2008
