Фторфосфатные стекла, активированные Nd и (Er,Yb) для ИК лазеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Богданов Олег Анатольевич

• Богданов Олег Анатольевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Богданов Олег Анатольевич

Введение

1 Анализ литературы

1.1 Свойства ионов неодима, эрбия и иттербия

1.1.1 Неодим

1.1.2 Иттербий

1.1.3 Эрбий и пара эрбий-иттербий

1.2 Свойства лазерных стекол

1.2.1 Сечение вынужденного излучения и квантовый выход

1.2.2 Нелинейный показатель преломления

1.2.3 Зависимость лазерных параметров от матрицы

1.3 Процессы релаксации люминесцентных центров

1.3.1 Безызлучательная релаксация

1.3.2 Мультифонноная релаксация

1.3.3 Кооперативная релаксация

1.4 Лазерные стекла

1.4.1 Фторфосфатные стекла, активированные РЗИ

2 Материалы и методы исследования

2.1 Составы стекол системы хВа(Р03)2-ВаР2-(38-х)АШ3-СаР2-М;Е2-8гЕ2-(Бг,УЬ,Ш)Ез

2.2 Методы исследования

2.2.1 Термические методы анализа

2.2.2 Рентгенофазовый анализ

2.2.3 Растровая электронная микроскопия и рентгенофлуоресцентный анализ

2.2.4 Определение плотности, твердости и трещиностойкости

2.2.5 Определение показателя преломления

2.2.6 Спектрально-люминесцентные измерения

2.2.7 Методика расчета параметров Джадда-Офельта

2.2.8 Методика расчета спектрально-люминесцентных и параметров ФФС, активированных ионами Yb3+

2.2.9 Методика определения спектров усиления и параметров генерации

3 Фторфосфатные стекла, активированные Ш3+

3.1 Кристаллизационные свойства фторфосфатных стекол, активированных №3+ с добавлением свинца

3.2 Спектрально-люминесцентные свойств фторфосфатфатных стекол, активированных №3+

4 Фторфосфатные стекла, активированные УЬ3+

4.1 Кристаллизационные свойства фторфосфатных стекол с высокой концентрации У№3 и с добавлением свинца

4.2 Спектрально-люминесцентные свойства фторфосфатных стекол, активированных УЬ3+

5 Фторфосфатные стекла, активированные парой Er/Yb

5.1 Влияние концентрации Er3+ на спектрально-люминесцентные свойства фторфосфатных стекол, активированных парой Er/Yb

5.2 Влияние концентрации фосфатов на спектрально-люминесцентные и кристаллизационные свойства фторфосфатных стекол, активированных Er/Yb

6 Влияние содержания фосфатов на механические свойства ФФС

7 Отработка процессов получения активированных фторфосфатных стекол оптического качества

8 Получение лазерной генерации на фторфосфатных стеклах, активированных Ш3+

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фторфосфатные стекла, активированные Nd и (Er,Yb) для ИК лазеров»

Актуальность темы.

Актуальность разработки оптических сред для создания лазеров, работающих в ближнем и среднем ИК диапазоне, определяется спектральным диапазоном их работы, пригодным для использования в медицине, биологии, волоконных линиях связи, метеорологии, обработки материалов и в сфере оборонных технологий. Показано [1], что волоконные лазеры на основе стекол имеют заметные преимущества по сравнению с традиционными монокристаллическими лазерными материалами. К этим преимуществам относят высокую технологичность стекол, возможность изменения в широких пределах физико-химических, спектрально-люминесцентных и генерационных характеристик стекол путем варьирования их химического состава. Типичные волоконные материалы для распространения лазерного излучения в ближней и средней инфракрасной области должны обладать низкими потерями, низкой максимальной фононной энергией, хорошей способностью к вытяжке, высокой чистотой и высокой растворимостью редкоземельных элементов [2]. В настоящее время существует три основных класса стекол для волоконных лазеров ближнего и среднего ИК диапазона: кварцевые [1], фторидные стекла и халькогенидные стекла [3]. Если для диапазона до 2 мкм кварцевые волоконные лазеры на сегодняшний день являются наиболее эффективными, то для создания лазерных сред, работающих в диапазоне от 2 мкм и выше оптимально использовать фторидные или халькогенидные стекла, прозрачные выше 4 мкм и имеющие низкоэнергетический фононный спектр [3]. Необходимо также отметить практическую востребованность разработки новых эффективных твердотельных лазеров с диодной накачкой. Эта практическая востребованность стимулирует детальные исследования процессов в известных материалах и поиск новых активных носителей, работающих в видимой и ИК области спектра. Фторфосфатные стекла с малым содержанием фосфатов, по своим спектрально-люминесцентным характеристикам близки к фторидным, однако имеют заметное превосходство в физико-химических свойствах, прежде всего,

вследствие уменьшения склонности к кристаллизации [4]. Вследствие этого они могут быть получены традиционными для стекольной технологи методом.

Целью данной работы является проведение экспериментальных исследований и теоретических расчетов, разработка технологии получения оптических стекол направленных на создание новых лазерных материалов, работающих в ближнем ИК диапазоне фторфосфатных стекол, с малыми добавками фосфатов, активированных редкоземельными ионами эрбия/иттербия, иттербия и неодима.

Степень разработанности темы исследования.

Фторфосфатные стекла на основе усовита изучались и ранее. В работах отражено влияние содержание Ва(РО3)2 на изменение плотности, показателя преломления, коэффициента линейного термического расширения и температуру стеклования [5] различных РЗМ на процессы и продукты кристаллизации [6,7], а также изучены спектрально-люминесцентные свойства ионов Еи3+ и ТЬ3+ [8], а также Ш3+ [9].

Не были изучены спектрально-люминесцентные свойства ФФС, активированных такими важными для современной лазерной техники ионами как Yb3+ и парой Ег3+т3+.

В данный момент отсутствуют какие-либо публикации по получению лазерной генерации на данных типах стекол. Также в данный момент не существуют отработанной технологии получения активированных фторфосфатных стекол высокого оптического качества.

Цель и задачи работы.

Оптимизация составов и разработка технологии получения фторфосфатных стёкол, активированных ионами неодима, иттербия и парой эрбий/иттербий, для использования их в качестве активной среды инфракрасных лазеров в диапазоне до 4000 нм.

Для достижения поставленной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

1. Определить температурно-временные параметры варки и выработки фторфосфатных стекол с содержанием фосфатов < 20 мол. %;

2. Изучить концентрационные зависимости спектрально-люминесцентных и физико-химических свойств стекол, активированных ионами Ш3+, УЬ3+ и парой Бг/УЬ

3. Исследовать влияние концентрации М;Б2; СаЕ2, ВаБ2 и 8гБ2 и введения РЬБ2 на физико-химические характеристики фторфосфатных стекол;

4. Исследовать изменения содержания фосфатной составляющей ФФС на их спектрально-люминесцентные и физико-химические характеристики;

5. Изготовить активные элементы на основе стекол, полученных в результате оптимизации состава и синтеза. Получить лазерную генерацию на фторфосфатных стеклах, активированных неодимом.

Научная новизна работы.

Разработаны составы новых фторфосфатных стекол, активированных ионами Ш3+, УЬ3+ и парой Er/YЪ, прозрачных в области 200-4000 нм.

Отработаны основные технологические режимы варки и выработки фторфосфатного стекла, по уровню неактивных потерь соответствующего лазерным стеклам. Установлены оптимальные температурно-временные режимы отжига для получения стекол оптического качества. Представлена уникальная методика синтеза и выработки фторфосфатных стекол, позволяющая получать стекла оптического качества при общей массе 0.25 кг.

На основании анализа спектрально-люминесцентных свойств и расчетов параметров Джадда-Офельта, установлены оптимальные концентрации ионов-активаторов №3+, УЬ3+ и пары Er/YЪ для создания материалов для усилителей и лазеров.

Получены данные о влиянии содержания фосфатной и фторидной составляющих на спектрально-люминесцентные и физико-химические характеристики разработанных стекол.

Определены параметры лазерной генерации в стеклах, активированных №3+.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Разработаны новые фторфосфатные стекла, активированные ионами №3+ и получена лазерная генерация на оптимизированных составах.

Разработаны новые фторфосфатные стекла, активированные Yb3+ для работы в первом телекоммуникационном окне.

Разработаны новые фторфосфатные стекла, активированные парой Er3+/Yb3+, для инфракрасных лазеров, работающих в третьем телекоммуникационном окне, превосходящие своей термической устойчивостью известные фторидные стекла.

Оптимизированы режимы варки, выработки и отжига фторфосфатных стекол оптического качества общей массой -0.25 кг.

Разработанные стекла могут быть использованы в качестве материала активной среды твердотельных и волоконных инфракрасных лазеров, и усилителей, работающих в диапазонах 1 и 3-го телекоммуникационных окон.

Методология и методы исследования.

В работе использовались следующие экспериментальные методы исследования - дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), порошковая рентгеновская дифрактометрия, рефрактометрия и методики измерения и расчета спектрально-люминесцентных свойств.

Для расчета основных спектроскопических параметров использовалась методика Джадда-Офельта (для стекол, активированных №3+ или Er3+) и метод МакКамбера (для стекол, активированных Yb3+)

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика синтеза фторфосфатных стекол с низким содержанием фосфатов. Технологические режимы варки, выработки и отжига, позволяющие получать стекла высокого оптического качества общей массой до 0.25 кг.

2. Оптимальные диапазоны концентрации активаторов в стеклах (эрбий-иттербиевой пары, ионов неодима и иттербия) для создания на их основе лазерных элементов.

3. Оптимизация состава и соотношения фторидных компонент и положительный эффект введения фторида свинца до 10 мол.% для уменьшения склонности к кристаллизации и увеличения показателя преломления.

4. Введение в состав стекла до 5 мол.% фосфатов позволяет сохранить высокие спектрально-люминесцентных свойства фторидных стекол; при

пониженной склонности к кристаллизации. Увеличение содержания фосфатов до 20 мол.% еще больше снижает склонность ФФС к кристаллизации и увеличивает твердость и трещиностойкость стекол.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность полученных экспериментальных результатов и сделанных на их основе выводов подтверждена их повторяемостью и воспроизводимостью, применением стандартизованных методик и общепризнанного современного комплекса физико-химических и спектрально-люминесцентных методов анализа, и их соответствием международному уровню научных публикаций в исследуемой области. Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: конференция «Традиции и инновации», посвященная годовщине образования СПбГТИ (ТУ) (Санкт-Петербург, 2016, 2017, 2018 г), Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «НЕДЕЛЯ НАУКИ» (Санкт-Петербург, 2017, 2018 и 2019 г), конференция «Стекло: наука и практика» (Санкт-Петербург, 2017), X международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики - 2018» (Санкт-Петербург, 2018), международная конференция «Прикладная оптика - 2018» (Санкт-Петербург, 2018), XVII всероссийская молодежная научная конференция "Функциональные материалы: синтез, свойства, применение" (Санкт-Петербург, 2018), 6th International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures "Saint Petersburg OPEN 2019" (Санкт-Петербург, 2019), XXI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry (Saint Petersburg, 2019 г), V междисциплинарный научный форум с международным участием "Новые материалы и перспективные технологии" (Москва, 2019), XIX всероссийская молодежная научная конференция «Функциональные материалы: синтез, свойства, применение» (Санкт-Петербург, 2020).

1 Анализ литературы 1.1 Свойства ионов неодима, эрбия и иттербия 1.1.1 Неодим

Из многих редкоземельных ионов №3+ хорошо известен своими благоприятными характеристиками для лазерного перехода [5][6][7]. Как видно на рисунке 1, уровни, обозначенные 2Н9/12 или F5/2, могут использоваться для поглощения света от источника накачки на длине волны около 800 нм. Ионы, возбуждаемые в полосу накачки, релаксируют, как правило, без излучения, на верхний лазерный уровень ^3/2 за короткое время по сравнению с его радиационным временем жизни (обычно 300 - 600 мкс). От этого верхнего лазерного уровня ^3/2 есть четыре лазерных перехода 4115/2 (1.80 мкм), 4113/2 (1.35 мкм), 4111/2 (1.06 мкм) и 419/2 (0.88 мкм). В частности, переход ^Р3/2 ^ 4111/2 (1.06 мкм) имеет высокий коэффициент ветвления (0.45 - 0.48 мкм), и, кроме того, существует еще один безызлучательный переход с нижнего уровня генерации (41ц/12) в основное состояние. Эта ситуация позволяет описать №3+ как четырехуровневую систему. В результате этих благоприятных свойств №3+ широко используется в качестве легирующей примеси в большом количестве объемных лазерных материалов и для широкого практического применения. [8]

Стекла, активированные неодимом, получили широкое распространение благодаря хорошим лазерным свойствам. Активное поглощение таких стекол существенно выше, чем стекол, активированных другими редкоземельными элементами. Они окрашены в характерный сиреневый цвет и имеют интенсивные полосы поглощения, лежащие в областях 0.58, 0.74, 0.80 и 0.90 мкм (Рисунок 1).

Рисунок 1 - а) энергетические уровни №3+; б) спектр поглощения №3+ в лазерном стекле и спектр излучения лампы накачки.

Генерация в принципе возможна на всех люминесцентных переходах с уровня 4F3/2 на 4I15/2 (1.80 мкм), 4I13/2 (1.35 мкм), 4I11/2 (1.06 мкм) и 4I9/2 (0.88 мкм), однако наибольшее практическое значение имеет переход 4F3/2 ^ 4I11/2 (1.06 мкм). Это объясняется высоким значением сечения вынужденного излучения и четырёхуровневой схемой генерации. Уровень 4I11/2 находится выше основного состояния примерно на 2000 см-1 и поэтому при комнатной температуре остается практически пустым. Кроме того, с этого уровня имеет место быстрая безызлучательная релаксация возбуждения в основное состояние I9/2, что обеспечивает высокую эффективность генерации. Время жизни неодима в состоянии 4I11/2 не превышает 2 нс. Поэтому неодимовое стекло является хорошим материалом для генераторов и усилителей световых импульсов малой длительности. [9]

В качестве матриц неодима используют различные кристаллы (YAG, LiYF4, YVO4) и стекла (силикатные, фосфатные и прочие). В силу большей теплопроводности и однородности лазеры на кристаллах работают в непрерывном и импульсно-периодическом режимах. Стекла, активированные неодимом, в силу больших объемов и более высокой концентрации активатора, хорошо накапливают

энергию. Поэтому именно стекло служит активной средой импульсных лазеров высокой энергии (десятки килоджоулей). [10]

Исторически активные среды, легированные неодимом, являются наиболее распространенными. Данное обстоятельство связано с тем, что наиболее доступным источником накачки твердотельных лазеров являются импульсные лампы. Спектр излучения импульсных ламп и поглощения №3+ в матрице стекла показан на рисунке 1 б.

Ввиду низкой эффективности ламповой накачки в данный момент при разработки новых неодимовых лазеров наблюдается тенденция использования в качестве источника накачки полупроводниковых (диодных) лазеров, которые позволяют с точностью до нанометра попадать в необходимый пик поглощения, и тем самым получать эффективную генерацию на различных переходах.

1.1.2 Иттербий

В последние годы трехвалентный ион иттербия привлекает большое внимание в качестве активной легирующей примеси для создания перестраиваемых и сверхбыстрых лазеров. Развитие высокоэнергетических лазеров для термоядерного синтеза показало, что материалы, активированные Yb3+, в частности стекла, являются лучшими матричными материалами для эффективного хранения энергии в возбужденном состоянии. Ион Yb3+ (41"13) имеет очень простую энергетическую схему, которая включает только два состояния: основное 2Б7/2 и возбужденное 2Б5/2, которые четко разделены 10 000 см-1. Активированные иттербием лазерные материалы могут быть эффективны накачаны высокоэнергетическими диодными лазерами в пределах 0.9-1.1 мкм, и лазерная генерация проходит в области 1 мкм. Эффективная генерация в активированных иттербием материалах возможна из-за малого квантового дефекта (разность между энергией накачки и энергией люминесценции), которая является источником нагрева. Таким образом, лазерные материалы с меньшим квантовым дефектом могут иметь более низкий нагрев (в 34 раза меньший для Yb3+ по сравнению с №3+ на переходах 1.06 мкм). Поскольку нет промежуточных уровней, эффективность переходов не ухудшается в

результате нежелательных процессов, таких как концентрационное тушение через кросс-релаксацию и поглощение в возбужденном состоянии. В отличии от многих других лазерных материалов, активированных редкоземельными элементами (ЯЕ3+), высокая растворимость ионов Yb3+ возможна без значительного сокращения времени жизни возбужденного состояния. Ионы иттербия также представляют большой интерес в качестве сенсибилизаторов энергетических переходов ап-конверсии от инфракрасного до видимого спектра и для ИК-лазеров.

Производительность лазерных устройств зависит от радиационных и нерадиационных потерь. В активированных иттербием материалах основными безызлучательными процессами являются перераспределение энергии между ионами иттербия из-за наложения между полосами поглощения и излучения, а также перенос энергии на примеси, что приводит к выделению тепла. Перераспределение энергии между ионами Yb3+ не приводит к потере возбуждения, но может увеличить перенос энергии на примеси. [11]

Ионы иттербия включают в себя простую двухуровневую систему обеспечивающую эффективную лазерную генерацию в районе 1 мкм. На рисунке 2 показана энергетическая схема Yb3+ в силикатном стекле, с обозначением штарковского расщепления. Точное разделение подуровней зависит от состава стекла и концентрации ионов иттербия. Штарковское расщепление обеспечивает работу трех- или четырехуровневой системы в зависимости от выбора длины волны накачки и генерации.

Рисунок 2 - Типичная диаграмма уровней энергий ионов УЬ3+ в силикатном волокне, (б) типичные сечения излучения и поглощения в алюмосиликатных (более толстых линиях) и фосфорсиликатных (более тонких линиях) волокнах (стрелка показывает пиковое излучение и поглощение для

фосфорсиликатных волокон).

УЬ3+ показывает широкополосный спектр поглощения, простирающийся от ~ 850 до ~ 1080 нм, что позволяет использовать многоволновые схемы накачки, которые, в свою очередь, облегчают масштабирование мощности. Широкополосный спектр поглощения также позволяет использовать нестабилизированные системы для накачки, упрощая конструкцию и снижая общую стоимость и долгосрочную стабильность высокомощных волоконных лазеров. Интересно, что небольшое, но конечное поглощение в полосе 1010-1020 нм обеспечивает внутриполосную (или тандемную) накачку с помощью волоконных лазеров высокой яркости, что является ключевым фактором для масштабирования мощности до нескольких кВт. Кроме того, широкополосный спектр излучения обеспечивает широкий охват и перестраиваемость по длине волны от 980 нм до примерно 1100 нм и короткое импульсное (до нескольких десятков секунд) усиление. [12]

Для генерации импульсных пиков мощностью свыше 1 ТВт и интенсивностью свыше 1021 Вт/см2 используются лазерные элементы больших размеров в установках с энергией импульса от нескольких десятков до пары сотен джоулей. Известно, что ион иттербия ценится за характеристики своих простых энергетических уровней, высокую квантовую эффективность, высокую энергетическую емкость, и высокую легирующую способностью. Соответственно иттербиевые лазеры рассматриваются как наиболее подходящие кандидаты для высокоэнергетических, ультраимпульсных лазеров которые необходимы для опытов в области термоядерного синтеза с инерционным удержанием. На протяжении последних десяти лет в области иттербиевых лазеров достигнут значительный прогресс. Тем не менее двухуровневая энергетическая конфигурация Yb3+ ведет к следующим проблемам для лазеров на его основе: высокий порог возбуждения и серьезная термическая нагрузка активного материала. Данная проблема связанна с тем, что нижнее и основное состояние относятся к одному уровню 2Б7/2. В этом случае ожидается, что лазерные материалы, легированные Yb3+, будут иметь широкое штарковское расщепление для обеспечения эффективной стабильной генерации.

Среди всех видов лазерных материалов, активированных Yb3+, стекла мощный конкурент, обладающий возможность изготовления из них изделий больших размеров, высокого качества, крупной серией и низкой стоимостью. Для минимизации выделения тепла в активированных Yb3+ стеклах, предлагается уменьшать толщину отливок для стекол с высокой концентрацией ионов иттербия. Более того, стекла с отрицательным термическим показателем преломления и низким нелинейным показателем преломления могут частично скомпенсировать эффект самофокусировки в усилителях. [12]

1.1.3 Эрбий и пара эрбий-иттербий

Стекла, легированные Ег3+, являются интересными материалами для усиления лазеров и усилителей в безопасной для глаз области около 1.5 мкм для применений в телекоммуникационных системах, медицине и метеорологии [13][14][15][16]. С

развитием систем передачи солитонов и демультиплексирования по длине волны (WDM) потребность в широкополосных волоконных усилителях на основе эрбия (EDFA) и сверхкоротких импульсных источниках требует сред усиления с плоским профилем усиления в широкой полосе частот. Волокна из плавленого кварца являются доминирующими в этой области, и обычно применяются специальные методы выравнивания усиления [17] для достижения однородного профиля усиления. Синхронизация мод эрбиевых волоконных лазеров также вызывает большой интерес [18][19], но средняя мощность этих устройств низкая. Более высокая средняя мощность, но более длинные импульсы возможны с объемным фосфатным стеклом [20] [21].

Ионы Er3+ работают по трехуровневой системе (рисунок 3). Они могут быть накачаны непосредственно в метастабильный верхний уровень генерации 4I13/2 (1.49 мкм) или в более высокие уровни энергии, например 4I11/2 (980 нм), 4I9/2 (807 нм), 4F9/2 (660 нм) или 2H11/2 (514 нм), из которого происходит безызлучательный распад до метастабильного уровня 4l13/2. Лазерная генерация по трехуровневой схеме может быть получена на переходе 4I13/2 - 4I15/2. Нижний уровень генерации в этом случае является либо основным состоянием (4I15/2), либо уровнем, близким к основному состоянию.

Происходит поглощение из основного состояния непосредственно на верхний уровень генерации, что вызывает конкуренцию с излучением фотонов генерации. Следовательно, лазеры Er3+ имеют более высокий порог мощности, чем лазеры Nd3+. [8]

Ег3 УЬ1

Рисунок 3 - Энергетическая схема иона эрбия и иттербия. Голубой пунктирной линией указан эффект сенсибилизации.

Из-за трехуровневого поведения эрбия и слабого поглощения излучения накачки совместное легирование с другими редкоземельными ионами необходимо для получения удовлетворительной эффективности системы. Эрбий может быть эффективно сенсибилизирован иттербием. Излучение накачки поглощается иттербием, полоса поглощения которого составляет от 0,9 до 1 мкм, и переносится на ионы эрбия. Передача проиллюстрирована на рисунке 3. В совместно легированном стекле Бг/УЬ излучение лампы накаливания или лазерной накачки вызывает сильный переход 2Р7/2^2Е5/2 в УЬ3+. Из-за хорошего перекрытия между верхними состояниями УЬ3+ и Бг3+ возбужденные ионы УЬ3+ передают энергию на уровень Бг3+ 4111/2. Ионы эрбия затем релаксируют до верхнего лазерного уровня 4113/2 и генерация происходит уровня 4115/2.

Лазерное воздействие ограниченно на штарковском уроне в основном состоянии. При комнатной температуре все уровни ограниченные 4115/2 в некоторой степени заселены, таким образом, этот переход образует трехуровневую лазерную схему с соответствующим высоким порогом.

С развитием InGaAs-лазерных диодов с напряженным слоем, излучение которых составляет от 0,9 до 1 мкм, теперь стало возможным накачивать сильный переход Yb3+ 2Р7/2^2Б5/2. Диодная накачка при 940 нм значительно улучшила

эффективность и среднюю мощность, достижимую с помощью лазеров на стеклах, активированных эрбием.

Возможно поглощение излучения накачки Yb3+ и эффективный перенос на Ег3+, поскольку скорость переноса от перехода Yb к Ег в 10 раз больше, чем скорость релаксации ^5/2 для Yb3+. В частности, скорость релаксации 41ц/2 для Ег составляет менее 10 мкс, что позволяет быстро заполнять состояние генерации Ег3+ при этом сводя к минимуму обратную передачу энергии к Yb3+.

Время, необходимое для передачи энергии от Yb3+ к Ег3+, а затем для релаксации Ег3+ от состояния 4111/2 до 4113/2, вызывает задержку между импульсом накачки и выходным лазерным импульсом, типичную для Eг/Yb стекла и зависит от уровня накачки.

Диодная накачка лазеров на стекле, активированном эрбием, предназначенных для военных применений, обычно осуществляется при длине волны около 940 нм, а не на пиковой длине волны поглощения, соответствующая ~ 974 нм. На этой длине волны имеется широкая полоса поглощения, где коэффициент поглощения составляет от 4 до 6 см-1. Накачка в этой спектральной области позволяет работать лазерным диодам накачки в широком диапазоне температур без активного контроля температуры. По сравнению с ламповой накачкой, диодная накачка на порядок более эффективна. Более высокая эффективность накачки также ведет к меньшему нагреву активного элемента, упрощению конструкции и уменьшению габаритов лазера. [22]

1.2 Свойства лазерных стекол

Как правило, более 20 отдельных свойств стекла должны быть оптимизированы или проконтролированы, чтобы обеспечить желаемую производительность лазерного стекла, и это не включая множество технологических свойств. В данном пункте будут приведены несколько ключевых свойств лазерных стекол. [23-26]

1.2.1 Сечение вынужденного излучения и квантовый выход

Можно утверждать, что двумя наиболее важными свойствами лазерного стекла для использования в мощных лазерах являются сечение излучения и квантовый выход. Эти два свойства в значительной степени оказывают влияние на накопление энергии, коэффициент усиления и эффективностью извлечения энергии из активного материала. Перед активным материалом мощных лазеров стоит задача сохранять и извлекать как можно больше энергии в процессе работы. Сечение вынужденного излучения Nd3+ определяется из спектров поглощения и излучения. Спектр излучения соответствует переходу с 4F3/2 на 4I11/2 и обычно достигает пиков около 1,05-1.06 мм; это доминирующий переход Nd3+ и наиболее интересный для лазерных применений. Ширина полосы излучения определяется из значений пика излучения при длине волны и эффективная длина волны (полуширина волны излучения) соответствует:

=J I(Л)4Л/ Imx (1)

Есть еще три полосы излучения, связанные с переходами из 4F3/2 в другие состояния 4Ij (т.е. 4I7/2,9/2,13/2), но они значительно слабее. Относительная сила каждой полосы излучения выражается через коэффициент ветвления, BJ, который определяется как доля общей люминесценции, которая заканчивается в определенном состоянии 4IJ (J = 7/2, 9/2, 11/2 или 15/2) и XAj=1.

Спектр поглощения используются для определения коэффициента ветвления и радиационного времени жизни xrad в методе, известном как метод Джадда-Офельта[27][28]. В классической статье [29] автор представил инструкцию по использования метода Джадда-Офельта для оценки ключевых свойств лазерного стекла по прямым спектроскопическим измерениям.

Величины, определенные из спектрального анализа и обработки Джадда-Офельта (то есть A11/2, Хр, Trad и ), используются для расчета сечения излучения с использованием соотношения Эйнштейна:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Богданов Олег Анатольевич, 2023 год

Список литературы

1. Richardson, K. Glasses for Photonic Applications / K. Richardson, D. Krol, K.

Hirao // International Journal of Applied Glass Science. - 2010. - Vol. 1. - №1. - P. 7486.

2. Richardson, D.J. High power fiber lasers: current status and future perspectives [Invited] / D.J. Richardson, J. Nilsson, W.A. Clarkson // Journal of the Optical Society of America B. - 2010. - Vol. 27. - №11. - P. 63.

3. Falconi, M.C. Advances in Mid-IR fiber lasers: Tellurite, fluoride and chalcogenide / M.C. Falconi, D. Laneve, F. Prudenzano // Fibers. - 2017. - Vol. 5. - №2.

- P. 1-12.

4. Ehrt, D. Phosphate and fluoride phosphate optical glasses - Properties, structure and applications / D. Ehrt // Physics and Chemistry of Glasses: European Journal of Glass Science and Technology Part B. - 2015. - Vol. 56. - №6. - P. 217-234.

5. Weber, M.J. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Vol. 4 / M.J. Weber; eds. J. K. A. Gschneidner, L.R. Eyring. - Amsterdam: North-Holland Physics Publishing, 1979. - 275 p.

6. Weber, M.J. Science and technology of laser glass / M.J. Weber // Journal of noncrystalline solids. - 1990. - Vol. 123. - P. 208-222.

7. Weber, M.J. Handbook of Laser Science and Technology Supplement 1: Laser/ D.W. Hall, M.J. Weber; ed. M.J. Weber. - Boca Raton: CRC Press, 1991. - 141 p. - ISBN 084933506X

8. Yamane, M. Glasses for photonics / M. Yamane, A. Yoshiyuki. - Cambridge University Press, 2004. - 283 p.- ISBN 0-511-03862-3

9. Алексеев, Н.Е. Лазерные фосфатные стекла / Н.Е. Алексеев, В.П. Гапонцев, М.Е. Жаботинский [и др.]; под редакцией М.Е. Жаботинского. - Москва: Наука, 1980. - 352 p.

10. Лосев, В.Ф. Лазерные технологии и оборудование / В.Ф. Лосев, В.П. Ципилев. - Томск: Издательство Томского полиьтехнического университета, 2008.

- 148 p. - ISBN 5-98298-241-5

11. Venkata Krishnaiah, K. Optical properties of Yb3+ ions in fluorophosphate glasses

for 1.0 ^m solid-state infrared lasers / K. Venkata Krishnaiah, C.K. Jayasankar, V. Venkatramu, S.F. León-Luis, V. Lavín, S. Chaurasia, L.J. Dhareshwar // Applied Physics B: Lasers and Optics. - 2013. - Vol. 113. -№4. - P. 527-535.

12. Zervas, M.N. High power fiber lasers: A review / M.N. Zervas, C.A. Codemard // IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics. - 2014. - Vol. 20. - №5.

13. Reisfeld, R. Radiative and non-radiative transitions of rare-earth ions in glasses / R. Reisfeld // Rare Earths. Structure and Bonding. - 1975. - Vol. 22. - P. 124-174.

14. Reisfeld, R. Spectra and energy transfer of rare earths in inorganic glasses / R. Reisfeld // Rare Earths. Structure and Bonding. - 1973. - Vol. 13. - P. 53-97.

15. Izumitani, T. Radiative and nonradiative properties of neodimium doped silicate and phosphate glasses / T. Izumitani, H. Toratani // Journal of Non-Crystalline Solids. -1982. - Vol. 1. - P. 87-99.

16. Tanabe, S. Compositional dependence of Judd-Ofelt parameters of Er3+ ions in alkali-metal borate glasses / S. Tanabe, T. Ohyagi, N. Soga, T. Hanada // Physical Review B. - 1992. - Vol. 46. - №6. - P. 3305-3310.

17. Bettinelli, M. Spectroscopic investigation of zinc borate glasses doped with trivalent europium ions / M. Bettinelli, A. Speghini, M. Ferrari, M. Montagna // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1996. - Vol. 201. - №3. - P. 211-221.

18. Oomen, E.W.J.L. Europium (III) in oxide glasses. Dependence of the emission spectrum upon glass compositionand / E.W.J.L. Oomen, A.M.A. van Dongen // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1989. - Vol. 111. - P. 205-213.

19. Nageno, Y. Effect of modifier ions on fluorescence and absorption of Eu3+ in alkali and alkaline earth silicate glasses / Y. Nageno, H. Takebe, K. Morinaga, T. Izumitani // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1994. - Vol. 169. - №3. - P. 288-294.

20. Weber, M.J. Optical properties of Nd3+ in metaphosphate glasses / M.J. Weber, R.A. Saroyan // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1981. - Vol. 44. - P. 137-148.

21. Ebendorff-Heidepriem, H. Effect of glass composition on Judd-Ofelt parameters and radiative decay rates of Er3+ in fluoride phosphate and phosphate glasses / H. Ebendorff-Heidepriem, D. Ehrt, M. Bettinelli, A. Speghini // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1998. - Vol. 240. - №1-3. - P. 66-78.

22. Koechner, W. Solid-State Laser Engineering Sixth. / W. Koechner; ed. W.T. Rhodes. - New York: Springer Science+Business Media, 2006. - 765 p.

23. Campbell, J.H. Nd-doped phosphate glasses for high-energy/high-peak-power lasers / J.H. Campbell, T.I. Suratwala // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2000. -Vol. 263, March. - P. 318-341.

24. He, D. Research and development of new neodymium laser glasses / D. He, S. Kang, L. Zhang, L. Chen, Y. DIng, Q. Yin, L.L. Hu // High Power Laser Science and Engineering. - 2017. - Vol. 5. - P. 3-8.

25. Pugliese, D. Multicomponent Rare Earth-Doped Phosphate Glasses for Compact Lasers and Amplifiers / D. Pugliese, N.G. Boetti, E. Ceci-Ginistrelli, D. Gallichi-Nottiani, D. Janner, J. Lousteau, D. Milanese // International Conference on Transparent Optical Networks. - 2018. - Vols. 2018-July. - P. 1-4.

26. Yin, Q. Effect of PbO on the spectral and thermo-optical properties of Nd3+-doped phosphate laser glass / Q. Yin, S. Kang, X. Wang, S. Li, D. He, L. Hu // Optical Materials.

- 2017. - Vol. 66. - P. 23-28.

27. Judd, B.R. Optical absorption intensities of rare-earth ions / B.R. Judd // Physical Review. - 1962. - Vol. 127. - №3. - P. 750-761.

28. Ofelt, G.S. Intensities of Crystal Spectra of Rare-Earth Ions / G.S. Ofelt // The Journal of Chemical Physics. - 1962. - Vol. 37. - №3. - P. 511-520.

29. Krupke, W.F. Induced-Emission Cross Sections in Neodymium Laser Glasses / W.F. Krupke // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1974. - Vol. 10. - №4. - P. 450457.

30. Venkataiah, G. Spectroscopic studies on Yb3+-doped tungsten-tellurite glasses for laser applications / G. Venkataiah, P. Babu, I.R. Martin, K. Venkata Krishnaiah, K. Suresh, V. Lavin, C.K. Jayasankar // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2018. -Vol. 479, May. - P. 9-15.

31. Lin, S. Spectroscopic properties of Yb3+ doped TeO2-TiO2-Bi2O3 laser glasses / S. Lin, D.-Y. Shi, A. Feng, Q. Xu, L. Zhao, J. Dong, C.-X. Liu // Results in Physics. - 2020.

- Vol. 16, October 2019. - P. 30-33.

32. Lipinska, K. Quench-free enhanced emission in cluster-free Er-doped heavy metal

oxide glasses / K. Lipinska, F. Cavallo, A.J.-L. Ayitou, C.U. Segre // Optical Materials Express. - 2019. - Vol. 9. - №3. - P. 1072.

33. Jha, K. Tb3+ and Eu3+ doped zinc phosphate glasses for solid state lighting applications / K. Jha, A.K. Vishwakarma, M. Jayasimhadri, D. Haranath, K. Jang // AIP Conference Proceedings. - 2018. - Vol. 1942. - P. 3-7.

34. Moreira, L.M. The effects of Nd2O3 concentration in the laser emission of TeO2-ZnO glasses / L.M. Moreira, V. Anjos, M.J.V. Bell, C.A.R. Ramos, L.R.P. Kassab, D.J.L. Doualan, P. Camy, R. Moncorge // Optical Materials. - 2016. - Vol. 58. - P. 84-88.

35. Cimek, J. Experimental investigation of the nonlinear refractive index of various soft glasses dedicated for development of nonlinear photonic crystal fibers / J. Cimek, N. Liaros, S. Couris, R. St<?pien, M. Klimczak, R. Buczynski // Optical Materials Express. -2017. - Vol. 7. - №10. - P. 3471.

36. Demetriou, G. Nonlinear refractive index of ultrafast laser inscribed waveguides in gallium lanthanum sulphide / G. Demetriou, D.W. Hewak, A. Ravagli, C. Craig, A. Kar // Applied Optics. - 2017. - Vol. 56. - №19. - P. 5407.

37. Dragic, P. The linear and nonlinear refractive index of amorphous Al2O3 deduced from aluminosilicate optical fibers / P. Dragic, M. Cavillon, J. Ballato // International Journal of Applied Glass Science. - 2018. - Vol. 9. - №3. - P. 421-427.

38. Santos, F.A. Influence of lattice modifier on the nonlinear refractive index of tellurite glass / F.A. Santos, M.S. Figueiredo, E.C. Barbano, L. Misoguti, S.M. Lima, L.H.C. Andrade, K. Yukimitu, J.C.S. Moraes // Ceramics International. - 2017. - Vol. 43.

- №17. - P. 15201-15204.

39. Rudenko, V. Intensity dependent nonlinear absorption coefficients and nonlinear refractive indices of glass-forming ionic liquid crystals doped with gold and silver nanoparticles / V. Rudenko, Y. Garbovskiy, G. Klimusheva, T. Mirnaya // Journal of Molecular Liquids. - 2018. - Vol. 267. - №2017. - P. 56-60.

40. Weber, M.J. Nonlinear refractive index coefficient for Nd phosphate laser glasses / M.J. Weber, D. Milam // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1976. - Vol. August.

- P. 512-513.

41. Assadi, A.A. Experimental and theoretical spectroscopic study of erbium doped

aluminosilicate glasses / A.A. Assadi, A. Herrmann, R. Lachheb, K. Damak, C. Rüssel, R. Maalej // Journal of Luminescence. - 2016. - Vol. 176. - P. 212-219.

42. Jlassi, I. JuddOfelt analysis and improvement of thermal and optical properties of tellurite glasses by adding P2O5 / I. Jlassi, H. Elhouichet, M. Ferid, C. Barthou // Journal of Luminescence. - 2010. - Vol. 130. - №12. - P. 2394-2401.

43. Wang, J. Judd-Ofelt analysis and upconversion emission of Er3+-Yb3+ co-doped oxyfluoride glass ceramics containing LaF3 nanocrystals / J. Wang, X. Qiao, X. Fan, M. Wang // Philosophical Magazine. - 2005. - Vol. 85. - №32. - P. 3755-3766.

44. Carnall, W.T. Spectral Intensities of the Trivalent Lanthanides and Actinides in Solution. II. Pm3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, and Ho3+ / W.T. Carnall, P.R. Fields, K. Rajnak // The Journal of Chemical Physics. - 1968. - Vol. 49. - №10. - P. 4412-4423.

45. Damak, K. Thermal and spectroscopic properties of Tm3+ doped TZPPN transparent glass laser material / K. Damak, R. Maalej, E.S. Yousef, A.H. Qusti, C. Rüssel // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2012. - Vol. 358. - №22. - P. 2974-2980.

46. Liu, X. Heavily Ho3+-doped lead silicate glass fiber for ~ 2 ^m fiber lasers / X. Liu, P. Kuan, D. Li, S. Gao, X. Wang, L. Zhang, D. Chen // Optical Materials Express. -2016. - Vol. 6. - №4. - P. 4695-4698.

47. Tang, G. Tm3+ doped lead silicate glass single mode fibers for 2.0 ^m laser applications / G. Tang, T. Zhu, W. Liu, W. Lin, T. Qiao, D. Chen, Q. Qian, Z. Yang // Optical Materials Express. - 2016. - Vol. 6. - №6. - P. 4136-4138.

48. Körner, J. Investigation of Yb3+-doped Alumino-Silicate Glasses for High Energy Class Diode Pumped Solid State Lasers / J. Körner, J. Hein, M. Tiegel, S. Kuhn, J. Buldt, F. Yue, F. Str // High-Power, High-Energy, and High-Intensity Laser Technology II. -2015. - Vol. 9513. - P. 1-7.

49. Tiegel, M. Young's modulus , Vickers hardness and indentation fracture toughness of alumino silicate glasses / M. Tiegel, R. Hosseinabadi, S. Kuhn, A. Herrmann, C. Rüssel // Ceramics International. - 2015. - Vol. 41. - №6. - P. 7267-7275.

50. Tan, L. Unusual anti-thermal degradation of bismuth NIR luminescence in bismuth doped lithium tantalum silicate laser glasses / L. Tan, L. Wang, M. Peng, S. Xu, Q. Zhang // Optics Express. - 2016. - Vol. 24. - №16. - P. 1112-1117.

51. Linganna, K. 1.53 ^m luminescence properties of Er3+-doped K-Sr-Al phosphate glasses / K. Linganna, M. Rathaiah, N. Vijaya, C. Basavapoornima, C.K. Jayasankar, S. Ju, W.-T. Han, V. Venkatramu // Ceramics International. - 2015. - Vol. 41. - №4. -P. 5765-5771.

52. Muñoz, F. Synthesis and properties of Nd-doped oxynitride phosphate laser glasses / F. Muñoz, A. Saitoh, R.J. Jiménez-riobóo, R. Balda // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2017. - Vol. 473. - P. 125-131.

53. Meza-rocha, A.N. Luminescence properties of Tb3+ -doped zinc phosphate glasses for green laser application / A.N. Meza-rocha, G. Mu // Optical Materials. - 2016. -Vol. 58. - P. 406-411.

54. Caldiño, U. Development of sodium-zinc phosphate glasses doped with Dy3+, Eu3+ and Dy3+/Eu3+ for yellow laser medium , reddish-orange and white phosphor applications / U. Caldiño, A. Lira, A.N. Meza-Rocha, I. Camarillo, R. Lozada-Morales // Journal of Luminescence. - 2018. - Vol. 194. - P. 231-239.

55. Deopa, N. Spectroscopic investigations of Nd3+ doped Lithium Lead Alumino Borate glasses for 1.06 m m laser applications / N. Deopa, A.S. Rao, M. Gupta, G.V. Prakash // Optical Materials. - 2018. - Vol. 75. - P. 127-134.

56. Kaewnum, E. Luminescence study and Judd-Ofelt analysis of Nd3+ doped lithium lanthanum borate glass for green laser device ScienceDirect Luminescence study and Judd-Ofelt analysis of Nd3+ doped lithium lanthanum borate glass for green laser device / E. Kaewnum, N. Wantana, J. Kaewkhao // Materials Today: Proceedings. - 2018. -Vol. 5. - №6. - P. 13954-13962.

57. Kesavulu, C.R. Influence of Er3+ ion concentration on optical and photoluminescence properties of Er3+-doped gadolinium-calcium silica borate glasses / C.R. Kesavulu, H.J. Kim, S.W. Lee, J. Kaewkhao, N. Wantana, S. Kothan, S. Kaewjaeng // Journal of Alloys and Compounds. - 2016. - Vol. 683. - P. 590-598.

58. Narwal, P. Dy3+ doped LiCl-CaO-Bi2O3-B2O3 glasses for WLED applications / P. Narwal, M.S. Dahiya, A. Yadav, A. Hooda, A. Agarwal, S. Khasa // Ceramics International. - 2017. - Vol. 43. - №14. - P. 11132-11141.

59. Deopa, N. Spectroscopic studies of single near ultraviolet pumped Tb3+ doped

Lithium Lead Alumino Borate glasses for green lasers and tricolour w-LEDs / N. Deopa, A.S. Rao // Journal of Luminescence. - 2018. - Vol. 194. - P. 56-63.

60. Deopa, N. Spectroscopic studies of Sm3+ ions activated lithium lead alumino borate glasses for visible luminescent device applications / N. Deopa, A.S. Rao // Optical Materials. - 2017. - Vol. 72. - P. 31-39.

61. Annapoorani, K. Investigations on structural and luminescence behavior of Er3+ doped Lithium Zinc borate glasses for lasers and optical ampli fi er applications / K. Annapoorani, C. Basavapoornima, N.S. Murthy, K. Marimuthu // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2016. - Vol. 447. - P. 273-282.

62. Wen, X. Tm3+ doped barium gallo-germanate glass single-mode fibers for 2.0 ^m laser / X. Wen, G. Tang, J. Wang, X. Chen, Q. Qian, Z. Yang // Optics Express. - 2015.

- Vol. 23. - №6. - P. 22090-22098.

63. Tang, G. Efficient 2.0 mm emission in Er3+/Ho3+ co-doped barium gallo- germanate glasses under different excitations for mid-infrared laser / G. Tang, X. Wen, Q. Qian, T. Zhu, W. Liu // Journal of Alloys and Compounds. - 2016. - Vol. 664. - P. 19-24.

64. Fan, X. Spectroscopic properties and quenching mechanism of 2 ^m emission in Ho3+ doped germanate glasses and fibers / X. Fan, P. Kuan, K. Li, L. Zhang, D. Li, L. Hu // Optical Materials Express. - 2015. - Vol. 5. - №6. - P. 1356-1365.

65. Cai, M. Analysis of energy transfer process based emission spectra of erbium doped germanate glasses for mid-infrared laser materials / M. Cai, T. Wei, B. Zhou, Y. Tian, J. Zhou, S. Xu, J. Zhang // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - Vol. 626.

- P. 165-172.

66. Zhao, Y. Homogeneity of bismuth-distribution in bismuth-doped alkali germanate laser glasses towards superbroad fiber amplifiers / Y. Zhao, L. Wondraczek, A. Mermet, M. Peng, Q. Zhang, J. Qiu // Optics Express. - 2015. - Vol. 23. - №9. - P. 3193-3199.

67. Babu, S. Luminescence properties of Dy3+ doped different fluoro-phosphate glasses for solid state lighting applications / S. Babu, V.R. Prasad, D. Rajesh, Y.C. Ratnakaram // Journal of Molecular Structure. - 2015. - Vol. 1080. - P. 153-161.

68. Babu, S. Spectroscopic and laser properties of Er3+ doped fluoro-phosphate glasses as promising candidates for broadband optical fiber lasers and amplifiers / S. Babu, M.

Seshadri, V.R. Prasad, Y.C. Ratnakaram // Materials Research Bulletin. - 2015. -Vol. 70. - P. 935-944.

69. Babu, S. Study of multicomponent fl uoro-phosphate based glasses: Ho3+ as a luminescence center / S. Babu, M. Seshadri, A. Balakrishna, V.R. Prasad, Y.C. Ratnakaram // Physica B: Physics of Condensed Matter. - 2015. - Vol. 479. - P. 26-34.

70. Linganna, K. Luminescence and decay characteristics of Tb3+-doped fluorophosphate glasses / K. Linganna, S. Ju, C. Basavapoornima, V. Venkatramu // Journal of Asian Ceramic Societies. - 2018. - Vol. 6. - №1. - P. 82-87.

71. Rajagukguk, J. Structural , spectroscopic and optical gain of Nd3+ doped fluorophosphate glasses for solid state laser application / J. Rajagukguk, R. Situmorang, M. Djamal, R. Rajaramakrishna, J. Kaewkhao, P.H. Minh // Journal of Luminescence. -2019. - Vol. 216. - P. 116738.

72. Wang, W.C. Recent advances in soft optical glass fiber and fiber lasers / W.C. Wang, B. Zhou, S.H. Xu, Z.M. Yang, Q.Y. Zhang // Progress in Materials Science. -2019. - Vol. 101, November. - P. 90-171.

73. Campbell, J.H. High-Power Solid-State Lasers: A Laser Glass Perspective / J.H. Campbell, J.S. Hayden, A. Marker // International Journal of Applied Glass Science. -2011. - Vol. 2. - №1. - P. 3-29.

74. Yarema, S.M. Gain Saturation in Phosphate Laser Glasses / S.M. Yarema, D. Milam // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1982. - Vol. 18. - №11. - P. 19411946.

75. Ehrmann, P.R. Nonradiative energy losses and radiation trapping in neodymium-doped phosphate laser glasses / P.R. Ehrmann, J.H. Campbell // Journal of the American Ceramic Society. - 2002. - Vol. 85. - №5. - P. 1061-1069.

76. Caird, J.A. Quantum efficiency and excited-state relaxation dynamics in neodymium-doped phosphate laser glasses / J.A. Caird, A.J. Ramponi, P.R. Staver // Journal of the Optical Society of America B. - 1991. - Vol. 8. - №7. - P. 1391.

77. Boetti, N.G. Highly doped phosphate glass fibers for compact lasers and amplifiers: A review / N.G. Boetti, D. Pugliese, E. Ceci-Ginistrelli, J. Lousteau, D. Janner, D. Milanese // Applied Sciences (Switzerland). - 2017. - Vol. 7. - №12.

78. Baldwin, C.M. Halide glasses / C.M. Baldwin, R.M. Almeida, J.D. Mackenzie // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1981. - Vol. 43. - №3. - P. 309-344.

79. Izumitani, T. New Fluoroaluminate Glasses and Their Crystallization Tendencies and Physical-Chemical Properties / T. Izumitani, T. Yamashita, M. Tokida, K. Miura, H. Tajima // Materials Science Forum. - 1987. - Vols. 19-20. - P. 19-26.

80. Poulain, M. Verres fluores au tetrafluorure de zirconium proprietes optiques d'un verre dope au Nd3+ / M. Poulain, M. Poulain, J. Lucas // Materials Research Bulletin. -1975. - Vol. 10. - №4. - P. 243-246.

81. Lucas, J. Preparation and optical properties of neodymium fluorozirconate glasses / J. Lucas, M. Chanthanasinh, M. Poulain, M. Poulain, P. Brun, M.J. Weber // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1978. - Vol. 27. - №2. - P. 273-283.

82. Халиев, В.Д. Строение и свойства фторфосфатных стекол на основе усовита / В.Д. Халиев, К.Г. Карапетян, В.Л. Богданов, Е.Б. Носырева, О.В. Януш // Физика и химия стекла. - 1990. - Т. 4. - № 16. - С. 529-534.

83. Töpfer, T. Tailoring the nonlinear refractive index of fluoride-phosphate glasses for laser applications / T. Töpfer, J. Hein, J. Philipps, D. Ehrt, R. Sauerbrey // Applied Physics B: Lasers and Optics. - 2000. - Vol. 71. - №2. - P. 203-206.

84. Ehrt, D. High-performance glass for the deep ultraviolet range / D. Ehrt, M. Carl, T. Kittel, M. Müller, W. Seeber // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1994. - Vol. 177, C. - P. 405-419.

85. Ehrt, D. Preparation, structure and properties of Yb3+ FP laser glass / D. Ehrt, T. Toepfer // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. -2000. - Vol. 4102. - P. 95-105.

86. Халиев, В.Д. Фторфосфатные стекла / В.Д. Халиев // Свойства и разработка новых оптических стекол. - Ленинград: Машиностроение, 1977. - С. 62-90.

87. Zhang, L. Yb3+-doped Fluorophosphate Glass with High Cross Section and Lifetime / L. Zhang, Y. Leng, J. Zhang, L. Hu // Journal of Materials Science and Technology. - 2010. - Vol. 26. - №10. - P. 921-924.

88. Choi, J.H. Optical transition properties of Yb3+ in new fluorophosphate glasses with high gain coefficient / J.H. Choi, A. Margaryan, A. Margaryan, F.G. Shi // Journal

of Alloys and Compounds. - 2005. - Vol. 396. - №1-2. - P. 79-85.

89. Zheng, R. Novel synthesis of low hydroxyl content Yb3+-Doped fluorophosphate glasses with long fluorescence lifetimes / R. Zheng, Z. Wang, P. Lv, Y. Yuan, Y. Zhang, J. Zheng, W. Wei // Journal of the American Ceramic Society. - 2015. - Vol. 98. - №3. - P. 861-866.

90. Salama, S.N. Microhardness of phosphate glasses / S.N. Salama, H.A. El-Batal // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1994. - Vol. 168. - №1-2. - P. 179-185.

91. Дворник, М.И. Особенности определения твердости и трещиностойкойсти твердых сплавов при разных нагрузках вдавливания пирамиды / М.И. Дворник, Т.Б. Ершова, Е.А. Михайленко, В.. Крутикова // Заводская Лаборатория. Диагностика материалов. - 2017. - Т. 83 - № 9. - С. 57-65.

92. Галант, В.Е. Термооптика стекол на основе метафосфата алюминия и фторида бария / В.Е. Галант, Н.М. Макаренко, Г.Т. Петровский, Л.Н. Урусовская // Физика и химия стекла. - 1982. - Т. 8 - № 5. - С. 603-606.

93. Galleani, G. UV-transmitting step-index fluorophosphate glass fiber fabricated by the crucible technique / G. Galleani, Y. Ledemi, E.S. de Lima Filho, S. Morency, G. Delaizir, S. Chenu, J.R. Duclere, Y. Messaddeq // Optical Materials. - 2017. - Vol. 64. -P. 524-532.

94. Liao, M.S. Stability against crystallization and spectroscopic properties of Tm3+ doped fluorophosphate glasses / M.S. Liao, Y.Z. Fang, H.T. Sun, L.L. Hu // Optical Materials. - 2007. - Vol. 29. - №7. - P. 867-872.

95. Асеев, В.А. Люминесцентные свойства иттербий-эрбиевой наноструктурированной свинцовофторосиликатной стеклокерамики при низкой температуре / В.А. Асеев, Е.В. Колобкова, К.С. Москалева, Я.А. Некрасова, Н.В. Никоноров, Р.К. Нурыев // Оптика и спектроскопия. - 2013. - Т. 114 - № 5. - С. 818823.

96. Бурдаев, П.А. Наноструктурированная стеклокерамика на основе фторфосфатных стекол с высоким содержанием редкоземельных ионовлокерамика на основе фторфосфатных стекол с высоким содержанием редкоземельных ионов / П.А. Бурдаев, В.А. Асеев, Е.В. Колобкова, Н.В. Никоноров, А.О. Трофимов //

Физика и химия стекла. - 2015. - Т. 41 - № 1. - С. 179-185.

97. Wang, Q. Luminescent properties of Ce3+ ion and Tb3+ ion co-doped transparent oxyfluoride glass ceramics containing BaGdF5 nanocrystals / Q. Wang, W. Zhang, S. Ouyang, Y. Zhang, H. Xia // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2015. - Vol. 411. -P. 35-39.

98. Bogdanov, O. The impact of the lead on the physicochemical and optical properties of the fluorophosphate glasses doped by Nd3+ ions / O. Bogdanov, E. Kolobkova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - Vol. 848. - P. 3-8.

99. Aseev, V.A. Fluorophosphate nanostructured glass ceramics activated by erbium ions / V.A. Aseev, P.A. Burdaev, E. V. Kolobkova, N. V. Nikonorov // Glass Physics and Chemistry. - 2013. - Vol. 39. - №2. - P. 174-181.

100. Богданов, О.А. Влияние свинца на процессы кристаллизации и УФ границу поглощения фторфосфатных стёкол активированных ионами Yb3+ / Богданов, О.А, Колобкова, Е.В, Н.. Тагильцева // Известия СПБГТИ(ТУ). - 2017. - Т. 41. - № 67. -С. 17-21.

101. Bocharova, T.V. Local environment of Eu3+ and Tb3+ ions in fluorophosphate glasses of the Ba(PO3)2-MgCaSrBaAl2F14 system / T.V. Bocharova, A.N. Vlasova, G.O. Karapetyan, A.M. Mironov, V.G. Kuryavyi, N.O. Tagil'tseva // Glass Physics and Chemistry. - 2008. - Vol. 34. - №6. - P. 683-692.

102. Wang, P.F. Yb3+ doped fluorophosphate laser glasses with high gain coefficient and improved laser property / P.F. Wang, B. Peng, W.N. Li, C.Q. Hou, J.B. She, H.T. Guo, M. Lu // Solid State Sciences. - 2012. - Vol. 14. - №4. - P. 550-553.

103. Богданов, О.А. Спектрально-люминесцентные свойства фторфосфатных стёкол, активированных иттербием / О.А. Богданов, Е.В. Колобкова, А.. Рохмин // Оптический Журнал. - 2019. - С. 63-68.

104. Bogdanov, O. Spectral and luminescent properties of codoped Er-Yb fluorophosphates glasses with small content of phosphate / O. Bogdanov, E. Kolobkova // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - Vol. 1410. - №1. - P. 2-7.

105. Kolobkova, E. Effect of the phosphate content on the spectroscopic and lasing properties of Er3+/Yb3+-doped fluorophosphate glasses / E. Kolobkova, A. Alkhlef, L.Y.

Mironov, O. Bogdanov // Ceramics International. - 2020. - Volum 46, Issue 16, Part B -P. 1-21.

106. Agawane, G.L. Thermo-mechanical studies on Er3+-doped fluorophosphate glasses for near infrared lasers / G.L. Agawane, K. Linganna, J.H. In, J. Park, J.H. Choi // Ceramics International. - 2017. - Vol. 43. - №14. - P. 11177-11181.

107. Bogdanov, O.A. Thermomechanical Properties and Structure of Fluorophosphate Glasses Activated with Nd3+ at Different Concentrations of Ba(PO3)2 / O.A. Bogdanov, E. V. Kolobkova, S.N. Perevislov // Glass Physics and Chemistry. - 2021. - Vol. 47. -№4. - P. 334-339.