Спектрально-люминесцентные и кинетические исследования кристаллов двойных церий-скандиевых боратов (Ce, Gd)Se3 (BO3 )4 , активированных ионами Cr3+ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Строганова, Елена Валерьевна

• Строганова, Елена Валерьевна
• кандидат физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Строганова, Елена Валерьевна

Введение

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Спектрально - люминесцентные свойства ионов Сг3+.

1.1. Кристаллическое поле и оптические свойства примесного центра.

1.2.0собенности структуры редкоземельных скандиевых боратов.

Глава 2. Объекты и методики исследований.

2.1.Объекты исследований.

2.2.Методика проведения эксперимента.

2.3.0пределение структуры полосы поглощения.

2.4.0пределение радиационного времени жизни.

Глава 3. Спектрально - люминесцентные исследования ионов Сг3* в кристаллах (се,С<!)8сз(ВОз)4 (СпСБВ).

3.1.Спектры поглощения и люминесценции кристаллов Сг:С8В.

3.2.0пределение сечений переходов Сг3+ в спектрах поглощения и люминесценции кристаллов Сг.СЗВ.

Глава 4. Внутрицентровая релаксация Сг3* в кристаллах СпСвВ.

4.1 .Кинетики затухания люминесценции Сг^СБВ.

4.2.Внутрицентровая релаксация и безызлучательные переходы в примесных комплексах.

4.3.Температурное тушение люминесценции в кристаллах СпСБВ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектрально-люминесцентные и кинетические исследования кристаллов двойных церий-скандиевых боратов (Ce, Gd)Se3 (BO3 )4 , активированных ионами Cr3+»

В последнее время в квантовой электронике особую актуальность приобретают научные исследования, направленные на разработку твердотельных лазеров с короткими и сверхкороткими импульсами генерации высокой пиковой мощности. Короткие длительности импульса и высокие плотности мощности, достигаемые в поле такого излучения, позволяют решать целый ряд фундаментальных и прикладных проблем. К ним относится лазерный термоядерный синтез, получение сверхнизких температур (лазерное охлаждение), оптическая передача информации, абляция вещества и др Для получения излучения с высокой пиковой мощностью применяются кристаллы с большими однородными ширинами спектральных линий, например, кристаллы, активированные ионами переходных металлов группы железа. Широкополосная люминесценция кристаллов с указанными активаторными ионами обусловленная сильным взаимодействием оптических электронов примеси с решеточными и локальными колебаниями и позволяет получать перестраиваемую генерацию или ультракороткие импульсы генерации в ИК - диапазоне.

К числу наиболее привлекательных активаторных примесей относятся ионы Сг3"1". Как примесный ион, Сг3+ применялся во многих кристаллических матрицах. В таблице 1 представлено более 20 кристаллических материалов, активированных трехвалентным хромом, на которых получена генерация.

Представленные в таблице 1 кристаллические соединения можно разделить на два класса: гомодесмических и гетеродесмические соединений.

Разделение кристаллов по типам ассоциации в них атомов в структурные единицы можно произвести в зависимости от того, действуют ли между всеми атомами силы химической связи одного типа или разных типов. В первом случае, когда химическая связь в кристаллах однородная, кристаллы называют гомодесмическгши [28,29]. Примерами гомодесмических структур могут служить структуры металлов и сплавов, к ним относятся и ковалентные, и некоторые ионные структуры.

Таблица 1. Дифференциальный КПД генерации некоторых кристаллических материалов, активированных ионами трехвалентного хрома. кристаллические материалы длина волны генерации кпд генерации ссылки

Ве3А12(8Юз)б 768 64 1

1лСаА1Р6 780 54 2

ВеА1204 752 51 3 и8гАШ6 825 36 4

8сВеАЮ4 792 30 5

БсВОз 843 29 6

ОёзЗсгОазОп 785 28 7-12

ЫазОа21л3р12 791 23 13,2

У38с2А130,2 767 22 4

Сёз8с2А1з012 784 19 14

БгАШз 932 15 15,16

КгпБз 820 14 17,18 гп\\ю4 1035 13 19

ЬазОа5 810)4 968 10 20,21

0ё30а5012 769 10 7

Ca3Ga5.5Nbo.5014 1040 5 22

У3Са50,2 (740) 5 23

У38с20а3012 (750) 5 23

ЬазЬи20а3012 830 3 21

М£28Ю4 1235 1 24

Al2(W04)з 810 ? 25

ВеА16О10 834 ? 26

А1203 0,6929Ы2 3 27

0,6943Я,

Структурными единицами таких кристаллов являются собственно атомы,образующие между собой трехмерную сетку приблизительно равноценных связей; вместе с тем в них иногда можно выделить соединенные друг с другом определенные структурные группировки.

Устойчивые обособленные группировки атомов в кристалле могут образовываться, если связи в нем разного типа. Такие кристаллы называют гетеродесмическими. Чаще всего внутри такой структурной группировки связи полностью или частично ковалентные. Типичным примером являются молекулы органических соединений, внутри которых действуют сильные ковалентные связи, а между ними - слабые ван-дер-ваальсовы. Примерами структурных группировок в неорганических кристаллах могут служить сложные анионы СО32', 8042', ВО32", комплексы [РСЦ]2", [Со(МН3)6]", интерметаллические комплексы МоА^ и др. Все эти группировки ограничены во всех трех измерениях, их называют "островными". Однако, помимо островных группировок могут быть еще одномерно- или двумерно -протяженные структурные группировки - цепи и слои.

Некоторые кристаллы обладают сложной структурой, состоящей из различных полиэдров, внутри которых находятся атомы одного и того же типа. Примером таких кристаллов является ИАГ, в котором атомы алюминия занимают две различные позиции: одна - октаэдрическая, другая -тетраэдрическая. К какому классу соединений следует относить такие кристаллы? Известно, что кристаллов с чисто ионной или чисто ковалентной связью в природе не бывает. Существует способ определения степени ионной или ковалентной связи по методу Полинга [29], из которого следует еще одно определение гомодесмических соединений: если атомы одного типа занимают в кристалле различные кристаллографические позиции (разные полиэдры), то кристалл считается гомодесмическим при условии, что для этих атомов близкими являются координационные числа и сила химической связи. При рассмотрении кристаллов гранатов в сравнение ярко выраженных гомодесмических и гетеродесмических соединений, они по своим физико-химическим характеристикам будут ближе к гомодесмическим кристаллам.

Примером гомодесмических соединений могут служить простые и сложные фторидные и некоторые оксидные соединения. Из всего разнообразия кристаллов, представленных в таблице 1, лучшим среди оксидных соединений является александрит ВеАЬО^Сг3"1" у которого КПД генерации достигает 51%. К высокоэффективным лазерным материалам относятся гомодесмические соединения ЫБгАШб (ОБАБ) и ГлСаАШб (1лСАР), активированные трехвалентными ионами хрома, в которых КПД генерации достигает 56%. Однако все известные высокоэффективные лазерные кристаллы не лишены недостатков, основным из которых является температурное тушение. Оно ограничивает выходную мощность лазеров, поскольку, с увеличением мощности растет температура кристалла, и, как следствие, вероятность безызлучательных процессов.

Получение излучения в ИК диапазоне связано с наличием стоксового сдвига энергетических уровней ПИ в длинноволновую область, что приводит к уменьшению энергетического барьера Епг между уровнями 2Е и 4Тг. Уменьшение энергетического барьера влияет на увеличение вероятности безызлучательных переходов и резкое падение выходной мощности лазеров.

Таким образом, существует проблема поиска хромсодержащих активированных лазерных кристаллов, которые обладают высокими энергетическими барьерами и демонстрируют повышенную стойкость к температурному тушению люминесценции.

Все большее внимание в последние годы привлекают к себе ярко выраженные гетеродесмические соединения, в структуре которых имеются устойчивые молекулярные комплексы, с ковалентной связью. Примерами таких соединений являются германаты, ванадаты, фосфаты силикаты редкоземельных и щелочных элементов. Неоднородность химической связи в кристаллических соединениях оказывает большое влияние на оптические электроны ионов переходных металлов группы железа. Развитый фононный спектр таких кристаллов, который связан с высокой частотой колебаний ковалентных группировок, может быть причиной высокой вероятности безызлучательных переходов в примесном комплексе. Однако, как следует из таблицы 1, в группе из пяти наиболее эффективных кристаллов находятся два представителя с гетеродесмическим строением - это боратный кристалл СпБсВОз, у которого КПД генерации не менее 30% и силикатный кристалл изумруда ВезА12(8Юз)б, который обладает наибольшим КПД генерации 64%. Таким образом, развитый фононный спектр, присущий гетеродесмическим силикатам и боратам, не препятствует высокой эффективности лазерной генерации при комнатной температуре. Можно высказать гипотезу, что среди гетеродесмических кристаллов с хромом имеются высокоэффективные лазерные кристаллы с повышенной стойкостью к температурному тушению люминесценции.

Один из таких кристаллов - БсВОз изучен, и было показано, что КПД генерации этого кристалла высокий - 30%. Более того, кристаллы ЗсВОз, демонстрируют высокую стойкость к температурному тушению люминесценции [6]. Можно предположить, что достижению предельного КПД генерации, который по расчетам составляет ~56% [6], препятствует относительно низкое сечение излучения Сг3"1" - 1,2*10"21см2 в БсВОз, обусловленное высокой локальной симметрией примесного комплекса (ПК) -идеального октаэдра, состоящего из атомов кислорода, в центре которого находится Сг. Более высокие поперечные сечения переходов Сг3+ наблюдаются в более сложных по составу кристаллах с пониженной симметрией примесного комплекса, как это имеет место в кристаллах калькьюритов ГлЗгАШб (1л8АР) и 1лСаА1Р6 (1ЛСАР), в которых точечная симметрия ПК понижена до Сг, а сечения переходов в несколько раз выше, чем в БсВОз.

К более сложным по составу гетеродесмическим боратным кристаллам относятся кристаллы двойных лантан - скандиевых боратов Тг8с3(ВОз)4 (И5В) [30-38], где Тг = Ьа, Се. Пространственная структура кристаллов СБВ совпадает со структурой кристаллов ЗсВОз и относится к тригональной сингонии, но точечная симметрия примесных центров понижена в СЭВ по сравнению с БсВОз до С2.

Кристаллы СБВ с одной стороны обладают высокосимметричной кристаллической структурой, как и кристаллы фторидов (ОБАБ, 1ЛСАР) и БсВОз- С другой стороны, точечная симметрия ПК в СБВ понижена до Сг относительно точечной симметрии ПК Оь в БсВОз, но при этом совпадает с симметрией ПК в кристаллах ОБА? и 1ЛСАР. Такие свойства кристаллов ч

СЗВ.Сг3* позволяют путем сравнительного анализа фторидных и боратных кристаллов выявлять в отдельности роли типа связи кристалла и симметрии

ПК в процессах излучательных и безызлучательных переходов примесного центра (ПЦ), приводящих к повышенной стойкости температурного тушения люминесценции. Эти соображения в значительной степени определили выбор объектов исследования - кристаллов СпСБВ.

Цель работы - изучение закономерностей процессов излучательных и безызлучательных переходов и температурного тушения люминесценции ионов хрома в гетеродесмических кристаллах редкоземельных скандиевых боратов.

Для достижения этой цели в работе требовалось исследовать спектральные, люминесцентные, кинетические свойства кристаллов и их температурные зависимости, установить энергетическую структуру ПК, обосновать модель релаксации возбужденных состояний, параметры электрон-фононного взаимодействия и интенсивностные характеристики ПК в кристаллах (Се,Ос1)8сз(ВОз)4:Сг3.

Научная новизна заключается в том, что впервые:

- получены поляризованные спектры поглощения и люминесценции монокристаллов СпСБВ, рассчитаны эффективные поперечные сечения поглощения и люминесценции;

- изучены кинетики затухания люминесценции Сг:С8В и их температурные зависимости;

- предложена модель релаксации возбужденного состояния Сг3"1" в кристаллах С8В, которая учитывает взаимодействия уровня 4Т2 с уровнями

2е,4а2;

- получены и изучены температурные зависимости формы абсорбционных и эмиссионных полос, установлены параметры электронно-фононного взаимодействия и энергетическая структура центра люминесценции;

- обнаружена связь низкой вероятности безызлучательных переходов с гетеродесмическим строением кристаллов;

-предложена методика разделения и расчета параметров элементарных полос сложной энергетической структуры примесного центра с сильно перекрывающимися спектральными полосами.

Практическое значение работы заключается в обосновании того, что монокристаллическая среда Сг : СЭВ является высокоэффективной средой для лазеров с перестройкой по частоте генерации, лазеров ультракороткого диапазона генерации, а также непрерывных лазеров, способных работать в условиях повышенной температуры. К настоящему времени способность кристаллов Сг.СБВ к лазерным осцилляциям экспериментально доказана - при импульсной накачке получен дифференциальный КПД 13 % (резонатор и состав кристаллов не оптимизирован) [39]. Практическое значение имеют также экспериментальные данные по спектроскопическим характеристикам Сг:С8В, закономерности связи слабого тушения люминесценции с гетеродесмическим строением кристаллов, которые указывают на перспективность дальнейшего поиска высокоэффективных лазерных сред среди кристаллов с выраженным гетеродесмическим строением. Разработанные методики определения положения элементарных полос в спектрах поглощения, а также расшифровки энергетической структуры примесного центра имеют практическое значение для исследований кристаллов со сложными спектральными контурами.

Работа выполнена в КубГУ в рамках исследований и при поддержки гранта 2000-2002г.г. "Организация лабораторного производства монокристаллов редкоземельных скандиевых боратов для ближнего ИК-диапазона" по межотраслевой программе сотрудничества Министерства образования Российской Федерации и Министерства обороны Российской Федерации "Научно - инновационное сотрудничество".

На защиту выносятся следующие положения: 1. Монокристаллы СпСБВ являются высокоэффективными лазерными средами с широкими полосами поглощения и люминесценции, высоким поперечным сечением лазерного перехода и высоким квантовым выходом люминесценции (КВЛ) вплоть до температуры 450К.

2. Кристаллы силикатов и боратов и, в частности, кристаллы скандиевых боратов редких земель, активированные ионами трехвалентного хрома характеризуются аномально низким значением высокотемпературной вероятности (частотного фактора) процесса температурного тушения люминесценции, что обуславливает повышенную устойчивость к температурному тушению люминесценции.

3. Аномально низкая величина частотного фактора в кристаллах боратов и силикатов (на 4-6 десятичных порядков ниже, чем у кристаллов фторидов) обусловлена гетеродесмическим строением кристаллов.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Строганова, Елена Валерьевна

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4

1.Получены температурные зависимости вероятностей безызлучательных переходов в примесном комплексе Сг3+ кристаллов СБВ, с помощью которых рассчитаны барьеры между энергетическими уровнями ПК: значение энергетического барьера для безызлучательного перехода 4Т2 - 4А2 составляет 2050 см"1; барьер для перехода 2Е - 4Т2 равен 377 см'1; значение д * * 1 энергетического барьера для перехода Т2- Е составляет 1205 см" .

2.Получена схема взаимного расположения энергетических уровней терма 4Р Сг3* в кристаллах СБВ.

3.Расчитан частотный фактор для примесного центра Сг3+:С8В.

4.Кристаллы С8В:Сг характеризуются пониженной до С2 симметрией примесного комплекса по сравнению с кристаллами 8сВОз. Вследствие этого в них сильно выражена компонента статического снятия запрета и радиационное время жизни Сг3+ в кристаллах С8В при 0К составляет 66 мкс, что втрое меньше радиационного времени жизни для кристаллов 8сВОз. Для исследуемых кристаллов Сг:С8В сильно выражен эффект динамического снятия запрета, и при комнатной температуре люминесцентное время жизни снижается до 44 мкс. Сечение излучения на длине волны 890 нм в к- поляризации составляет 3,7*10' см", что превосходит аналогичное значение для 8сВОз.

5.Температурная стойкость Сг:С8В аналогична кристаллам ортоборатам скандия, а температура полуспада квантового выхода люминесценции Сг:С8В составляет 400 К.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Целью данной работы являлось изучение закономерностей процессов излучательных и безызлучательных переходов ионов хрома в гетеродесмических кристаллах боратов СпСБВ, приводящих к повышенной стойкости хромсодержащих боратов к температурному тушению люминесценции. Для достижения этой цели в работе требовалось исследовать спектральные, люминесцентные, кинетические свойства кристаллов и их температурные зависимости, установить энергетическую структуру ПК, обосновать модель релаксации электронных возбуждений, установки» параметры электрон-фононного взаимодействия и интенсивностные характеристики ПК в кристаллах (Се,С(1)8сз(ВОз)4:Сг3.

В кристаллах с низкой локальной симметрией уровни энергии примесного комплекса испытывают дополнительное расщепление из-за снятия вырождения, что и наблюдается в исследуемых кристаллах В работе предложена методика, позволяющая определять положение максимумов и ширины элементарных полос поглощения, составляющих сложную структуру спектра поглощения Сг3"1" в кристаллах СБВ. Она включает в себя следующие этапы:

1) восстановление самой длинноволновой компоненты в поляризованных спектрах поглощения из спектра люминесценции, с использованием формулы Мак Камбера [82]: аа = ае ехр(( Ьсо - Ш0)/2кТ) (1) где аа и ас - сечения поглощения и люминесценции соответственно, Юо — энергия бесфононного перехода;

2) определение остальных компонент спектра поглощения.

Для определения электронно-колебательных параметров ПК исследованы зависимости формы спектральных полос люминесценции от температуры. Для этого использована связь спектральных моментов Лекса а! и с2, которые представляют собой центр тяжести спектральной полосы и ее дисперсию, соответственно, с параметрами электронно-колебательного взаимодействия - энергией бесфононного перехода энергией эффективного фонона Ь со0 и параметром Хуанга-Риса Бо:

С1= П0-80 о)0, (2)

02= Бо( со0)2соШ( соо/2кТ). (3)

По вышеуказанным методикам получено разложение сложного спектра поглощения 4А2 -> 4Т2 в кристаллах Сг3+:СБВ на компоненты, определены положения максимумов элементарных полос поглощения в спектре, их ширины, а также рассчитаны параметры электронно-колебательного взаимодействия ПК: Ь П0 = 13150 см*1, ©о = 250 см"1 и Бо = 5.

Проведен анализ температурных зависимостей кинетики люминесценции в рамках феноменологической одночастотной модели Мотта, в которой вероятность безызлучательного перехода связана с энергетическим барьером Епг и величиной частотного фактора 8о перехода соотношением: пг = 8о*ехр(-Е„ЛТ). (4)

Эффект динамического снятия запрета учтен при помощи эмпирической закономерности, связывающей радиационное время жизни с температурой: тг = тго*ехр(-аТ) (5) где тг радиационное время жизни возбужденного состояния, тго -радиационное время жизни при температуре 0К, а - некоторый температурный коэффициент.

В результате анализа температурных зависимостей обнаружено, что кристаллы Сг:С8В обладают повышенной стойкостью к температурному тушению люминесценции (температура полуспада квантового выхода люминесценции равна 400К), а тушение люминесценции характеризуется аномально низким значением частотного фактора 8о= 50* Ю6^1.

Проанализированы научные данные по лазерным хромсодержащим кристаллам. Высокую эффективность лазерной генерации демонстрируют такие кристаллические среды (при условии одинакового оптического качества) в которых дополнительно к температурной стойкости тушения люминесценции наблюдаются также и высокие поперечные сечения излучательных переходов. Одним из примеров такой лазерной среды является непревзойденный по эффективности среди класса гетеродесмических веществ силикатный кристалл изумруд. Группа кристаллов боратов с хромом также имеет своего представителя среди эффективных лазерных сред - это ортоборат скандия, который после изумруда, уступает лишь александриту и кристаллам семейства калыаоритов. Кристаллы ортобората скандия хотя и являются температурно стойкими, уступают по своим генерационным параметрам изумруду, так как имеют невысокие сечения переходов.

Показано, что кристаллы СБВ характеризуются положением максимума полосы люминесценции (890 нм), областью люминесцентной перестройки длины волны (750 - 1100 нм). По своим спектральным свойствам и температурной стойкости к тушению люминесценции изученные кристаллы практически аналогичны кристаллам ортобората скандия. Вместе с тем, они характеризуются пониженной до С2 симметрией ПК Сг3+. Установлено, что в СпСБВ радиационное время жизни при 0 К составляет ббмкс. Это значение примерно втрое ниже, чем в БсВОз. Рост вероятности перехода обусловлен, очевидно, эффектом статического снятия запрета в центрах хрома с низкой симметрией окружения. В СпСЭВ наблюдается также эффект динамического снятия запрета и при комнатной температуре радиационное время жизни уменьшается до 44 мкс. Сечение излучения на лл ч длине волны 890 нм в л-поляризации составляет 3,7*10" см , что в три раза превосходит аналогичное значение для БсВОзгСг. Проведенные генерационные эксперименты (работа находится в печати), показали, что в кристаллах неоптимизированного состава дифференциальный КПД составил 13%.

Низкое значение частотного фактора процесса тушения люминесценции в СпСБВ более высокий КПД при повышенных температурах. Анализ результатов работы и научных данных позволяет заключить, что не только кристаллы Сг'.СЭВ, но и вообще гетеродесмические кристаллы боратов и силикатов, активированные ионами трехвалентного хрома, представляют собой такой класс кристаллических соединений, в котором частотный фактор имеет аномально низкое значение - на 5-6 десятичных порядков ниже, чем в гомодесмических кристаллах фторидов и оксидов. Данный факт не удается объяснить с позиции расположения энергетических уровней ПК. Кроме того, такой запрет на безызлучательные переходы не удается объяснить и с позиций теории групп. Как показано в диссертации для кристаллов С8В:Сг наличие аномально низкого частотного фактора объясняется слабым промотирующим взаимодействием ПК с кристаллической решеткой.

Физические причины слабого промотирующего взаимодействия кроются в особенностях строения ПК в гетеродесмических соединениях, а именно в наличии обособленных (-ВО3-) или (-8104-) группировок. Как показал сравнительный анализ кристаллографических структур кристаллов калькьюритов и боратов ни сингония кристаллов, ни точечная симметрия ПК не является причиной аномально низкой вероятности безызлучательных переходов, так как кристаллы 1Л8АР, 1ЛСАР, 8сВ03 и С8В относятся к одной кристаллографической сингонии - тригональной, точечная симметрия ПК кристаллов 1Л8АР, 1ЛСАР и С8В понижена относительно точечной симметрии кристаллов 8сВ03 от Оь до С2. Рассмотрение особенностей связи ПК друг с другом в кристаллах, приводит к выводу, что во всех рассмотренных случаях они по-разному соединяются с соседними ПК. В кристаллах 8сВОз все ПК изолированы друг от друга -ВО3- группировками. ПК во фторидах соединены между собой вершинами. В кристаллах С8В ПК соединяются друг с другом ребрами и образуют закрученные вокруг оси 3 порядка ленты, при этом эти ленты скреплены между собой (-ВО3) треугольниками. Таким образом, способ соединения примесных октаэдрических комплексов не оказывается существенным для объяснения наблюдаемого запрета на безызлучательные переходы в гететородесмических кристаллах.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что причина слабого промотирующего взаимодействия ПК с кристаллической решеткой скрывается в наличии бор - кислородных группировок, которые препятствуют взаимодействию фононов определенной симметрии и частоты с примесным комплексом.

Обнаруженная закономерность может рассматриваться как впервые экспериментально выявленное правило запрета на безызлучательные электронно-колебательные d-d переходы в группе кристаллов гетеродесмического строения. При прочих равных условиях ПК Сг в гетеродесмических соединениях характеризуются повышенной стойкостью к температурному тушению люминесценции.

Проведенные исследования в работе показывают, что гетеродесмические соединения на основе редкоземельных скандиевых боратов представляют собой перспективные лазерные среды, а кристаллы Сг: CSB по своим спектральным и генерационным параметрам являются средами для высокоэффективных лазеров, перестраиваемых в ближнем ИК-диапазоне.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Строганова, Елена Валерьевна, 2003 год

1. S.T. Lai, J. Opt. Soc. Am. B4, 1286 (1987).

2. S.A. Payne, L.L. Chase, H.W. Newkirk, L.K. Smith, and W.F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. QE -24,2243 (1988).

3. S.T. Lai and M.L. Shand, J. Appl. Phys. 54, 5642 (1983).

4. S.A. Payne, L.L. Chase, H.W. Newkirk, L.K. Smith, W.L. Kway, J. Appl. Phys. 66,3 (1989).

5. S.T. Lai, B.H.T. Chai, L.L. Chse, M. Long, and L.K. Smith (to be published).

6. S.T. Lai, B.H.T. Chai, M. Long, R.C. Morris, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1931 (1986).

7. B. Struve and G. Huber, J. Appl. Phys. 57,45 (1985).

8. S.E. Stokowski, M.H. Randies, and R.C. Morris, IEEE J. Quantum Electron. QE -24, 934(1988).

9. J.Drube, G.Huber, and D Mateika, in Tunable Solid State Lasers II, edited by A.B. Budgor, L. Esterowitz, and L.G. DeShazer (Springer, Berlin. 1986).

10. N.P. Barnes, D.K. Remelius, D.J. Gettemy, and M.R. Kokta, in Tunable Solid State Lasers II, edited by A.B. Budgor, L. Esterowitz, and L.G. DeShazer (Springer, Berlin. 1986).

11. M. J.P. Payne and H.W. Evans, in Tunable Solid State Lasers II, edited by A.B. Budgor, L. Esterowitz, and L.G. DeShazer (Springer, Berlin. 1986).

12. J. V. Meier, N.p. Barnes, D.K. Remelius, and M.R. Kokta, IEEE J. Quantum Electron. 22,2058 (1986).

13. J.A. Chai, S.A. Payne, P.R. Staver, A.J. Ramponi, L.L. Chase, and W.F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. QE -24,1077 (1988).

14. J.Drube, B. Struve, and G. Huber, Opt. Commun. 50,45 (1984).

15. J.A. Caird, P.R. Strave, M.D. Shinn, H.J. Guggenheim, and D. Bahnck, in Tunable Solid State Lasers II, edited by A.B. Budgor, L. Esterowitz, and L.G. DeShazer (Springer, Berlin. 1986).

16. H.P. Jenssen and S.T. Lai, J. Opt. Soc. Am. B3,115 (1986).17.