Спектрально-люминесцентные свойства высококонцентрированных иттербий-эрбиевых стекол и наноструктурированных стеклокерамик тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Асеев, Владимир Анатольевич

• Асеев, Владимир Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Асеев, Владимир Анатольевич

Оглавление

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1. Общие представления о спектрах редкоземельных активаторов

1.1.1. Оптические спектры активаторных редкоземельных центров. Общие представления о спектрах материалов, активированных иттербием/эрбием

1.1.2. Вероятности оптических переходов внутри (41)к' конфигурации редкоземельных ионов. Общие представления о природе оптических переходов

1.1.3. Теория Джадда-Офельта

1.1.4. Интенсивности полос в спектрах РЗЭ кристаллов, растворов и стекол. Сверхчувствительные переходы

1.1.5. Кооперативные оптические явления

1.1.6. Миграция энергии возбуждения. Сенсибилизация люминесценции

1.1.7. Ап-конверсионные процессы

1.2. Современные высококонцентрированные лазерные стекла и стеклокерамики,

активированные ионами иттербия и эрбия

1.2.1 Высококонцентрированные фосфатные лазерные стекла

1.2.2. Лазерные полифункциональные материалы

1.2.3. Прозрачные фторидные наностеклокерамики, активированные ионами редких земель51 Глава 2. Методическая часть

2.1. Синтез и характеристики образцов

2.1.1 Бариевофосфатный ряд

2.1.2 Метафосфатный ряд

2.1.3 Ряд фото-термо-рефрактивных стекол

2.1.4 Ряд свинцово-фторидных стекол

2.2.Классические методы исследования спектрально-люминесцентных свойств стекол, активированных иттербием и эрбием

2.2.1. Методика измерения спектров поглощения и определения сечений поглощения из основного состояния и параметров Джадда-Офельта

2.2.2. Методика измерения спектров люминесценции и определения сечений вынужденного излучения по методу МакКамбера

2.2.3. Методика расчета спектров усиления/потерь

2.2.4. Методика определения времени затухания люминесценции, квантового выхода и

эффективности переноса энергии от иттербия к эрбию

2.3.Оригинальные методы исследования лазерных свойств стекол, активированных иттербий-эрбием

2.3.1. Методики измерения населенности метастабильного уровня эрбия 41ц/2

2.3.2. Экспериментальная методика измерения спектров усиления/потерь

2.3.3. Методика измерения влияния мощности накачки на нагрев лазерной среды

Выводы к главе 2

Глава 3. Спектрально-люминесцентные и лазерные свойства бариевофосфатных иттербий-эрбиевых стекол

3.1. Спектральные свойства. Сечения поглощения из основного и возбужденного состояния. Параметры Джадда-Офельта

3.2.Люминесцентные характеристики

3.3.Населенность на метастабильном уровне 41^/2 иона эрбия. Коэффициент усиления

3.4.Влияние температуры активной среды и мощности накачки на форму спектров

люминесценции

Выводы к главе 3

Глава 4. Спектрально-люминесцентные и лазерные свойства метафосфатных иттербий-

эрбиевых стекол

4.1.Введение к главе 4

4.2.Спектральные свойства. Сечения поглощения из основного и возбужденного состояния.

Параметры Джадда-Офельта

4.3. Люминесцентные характеристики

4.4. Населенность на метастабильном уровне 4I 13/2 иона эрбия. Коэффициент усиления

4.5. Влияние температуры активной среды и мощности накачки на форму спектров люминесценции

4.6. Сравнение метафосфатных и бариевофосфатных стекол

Выводы к главе 4

Глава 5. Спектрально-люминесцентные и лазерные свойства полифункциональных материалов: фото-термо-рефрактивных стекол, активированных ионами иттербия и эрбия 135 Введение к главе 5

5.1.Спектральные свойства. Сечения поглощения из основного состояния. Параметры Джадда-Офельта. Сечения поглощения из возбужденного состояния

5.2. Люминесцентные характеристики

5.3. Населенность на метастабильном уровне 41 13/2 иона эрбия. Коэффициент усиления

5.4. Влияние температуры активной среды и мощности накачки на форму спектров

люминесценции

Выводы к главе 5

Глава 6. Спектрально-люминесцентные и лазерные свойства свинцово-фторидных стекол и стеклокерамик активированных ионами иттербия и эрбия

6.1. Физико-химические свойства наностеклокерамик, активированных ионами иттербия и эрбия

6.2. Спектральные свойства

6.3. Люминесцентные свойства

6.4. Лазерные свойства

Выводы к главе 6

Основные результаты и выводы работы

Литература

Приложение 1

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектрально-люминесцентные свойства высококонцентрированных иттербий-эрбиевых стекол и наноструктурированных стеклокерамик»

Введение

Актуальность. Важным направлением развития современной фотоники является миниатюризация и интеграция элементной базы волоконно- и интегрально-оптических систем (например, создание мини- и микрочип лазеров и оптических усилителей). Уменьшение веса и габаритов таких устройств возможно путем разработки и создания новых лазерных материалов, например, лазерных сред с высокой концентрацией ионов активаторов, полифункциональных лазерных материалов,

наноструктурированных стеклокристаллических материалов и т.д.

Сегодня иттербий-эрбиевые стекла и кристаллы широко используются в качестве активной среды в лазерах и оптических усилителях. Это связано, с тем, что длина волны генерации иона эрбия (1,5 мкм) является, во-первых, оптимальной для передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи, во-вторых, лежит в безопасном для глаз диапазоне длин волн. Ион иттербия дополнительно вводится в матрицу для повышения эффективности накачки, поскольку является сенсибилизатором для иона эрбия, а также имеет интенсивную полосу поглощения в области 1 мкм, что позволяет использовать для накачки мощные полупроводниковые лазерные диоды. Типичные концентрации ионов иттербия в коммерческих иттербий-эрбиевых лазерных фосфатных стеклах составляют (19-21)хЮ20 см"3. Такие концентрации ионов иттербия позволяют осуществлять эффективную накачку и передачу возбуждения для концентраций ионов эрбия вплоть до 1x1020 см"3 . Дальнейшее увеличение концентрации ионов эрбия приводит к снижению эффективности безызлучательного переноса от иттербия к эрбию, что наряду с другими факторами, например ап-конверсией, концентрационным тушением, снижает эффективность лазера. Увеличение же концентрации иттербия может снизить пороги генерации, увеличить предельные концентрации ионов эрбия и улучшить генерационные свойства лазеров работающих в режиме модулированной добротности. Однако, работы по созданию и исследованию спектрально-люминесцентных и генерационных характеристик материалов с высокими (более 21x1020 см"3) концентрациями ионов иттербия практически отсутствуют. Особый же интерес представляют среды с предельными содержаниями активаторов. Например, метафосфат иттербия - среда, где ион иттербия входит основную

структуру стеклообразующей сетки. Поэтому разработка и исследование высококонцентрированных лазерных материалов на сегодняшний день представляет важную научно-практическую задачу.

Полифункциональные лазерные материалы - это новый класс оптических сред, которые объединяют в себе характеристики нескольких оптических материалов и проводят разные функциональные операции со светом (генерацию, усиление, удвоение частоты, модуляцию, отклонение световых потоков, передачу, запись, обработку и хранение информационных потоков и т.д.). На основе этих сред возможно создание разных функциональных оптических элементов и устройств, а также осуществлять их интеграцию в одном материале и миниатюризацию. Несмотря на большие перспективы использования полифункциональных материалов в интегральной оптике, на практике номенклатура таких материалов мала. На сегодняшний день можно выделить только два оптических материала, которые можно отнести к полифункциональным: ниобат лития, активированный редкоземельными ионами (электро-оптический, нелинейный и одновременно лазерный кристалл) и халькогенидные стекла, активированные редкоземельными ионами (фоторефрактивные лазерные среды). Поэтому разработка и исследование новых полифункциональных материалов представляет собой чрезвычайно актуальную задачу, как в интегральной оптике, так и в фотонике в целом.

В настоящее время прозрачные стеклокристаллические материалы представляют большой интерес для современной элементной базы фотоники. Занимая промежуточное положение между кристаллическими материалами и стеклами, они объединяют в себе лучшие свойства кристаллов (высокая механическая и термическая прочность) и стекол (возможность прессования и формования, возможность вытяжки оптического волокна и проведения ионного обмена для создания волноводных структур). Если активатор (например, эрбий, неодим и т.д.) входит в кристаллическую фазу, то спектрально-люминесцентные и лазерные характеристики стеклокерамики могут быть близки к характеристикам лазерных кристаллов-аналогов. Стеклокристаллические материалы (стеклокерамики) - это гетерофазные структуры, которые формируются при отжиге стекла за счет роста кристаллической фазы в стеклообразной матрице. Одним из основных недостатков таких материалов является высокое светорассеяние на границе

5

кристаллической фазы и стеклофазы. Поэтому ключевым направлением при разработке оптических стеклокристаллических лазерных материалов является уменьшение светорассеяния за счет роста наноразмерных кристаллов в матрице стекла. Таким образом, разработка и исследование новых наноструктурированных лазерных стеклокерамик представляет перспективное направление в оптическом материаловедении и спектроскопии конденсированных сред.

Актуальность диссертационной работы состоит в том, что она посвящена исследованию новых лазерных материалов, ориентированных на миниатюризацию и интеграцию элементной базы фотоники: лазерных сред с высокой концентрацией ионов активаторов, полифункциональных лазерных материалов и наноструктурированных стеклокристаллических материалов.

Важной характеристикой диссертационной работы является проведение комплексных спектрально-люминесцентных исследований новых лазерных материалов, а также проведение сравнительного анализа их свойств и оценка перспективности их применения в лазерной технике нового поколения.

Цель работы: проведение комплексных исследований спектрально-люминесцентных свойств высококонцентрированных лазерных иттербий-эрбиевых стекол и наностеклокерамик. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• разработка методики экспериментального определения спектров усиления/потерь при разных населенностях метастабильного уровня;

• проведение комплексных исследований спектрально-люминесцентных свойств высококонцентрированных иттербий-эрбиевых метафосфатных стекол, а также метафосфатов иттербия активированных эрбием;

• проведение комплексных исследований и сравнительного анализа спектрально-люминесцентных свойств полифункциональных иттербий-эрбиевых фото-термо-рефрактивных стекол и наностеклокерамик на их основе;

проведение комплексных исследований и сравнительного анализа спектрально-люминесцентных свойств свинцово-фторидных стекол и наноструктурированных стеклокерамик, активированных иттербием и эрбием.

Научая новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

1. Разработан экспресс-метод экспериментального определения спектров усиления/потерь при разных населенностях метастабильного уровня 41ва иона эрбия.

2. Разработана методика определения нагрева активной среды по изменению формы контуров люминесценции иона эрбия при накачке.

3. Проведены комплексные исследования спектрально-люминесцентных свойств высококонцентрированных иттербий-эрбиевых метафосфатных стекол с переменными концентрациями ионов активаторов, которые включают в себя определение сил осцилляторов, квантового выхода люминесценции, вероятности переноса возбуждения, сечений поглощения и вынужденного излучения, населенностей метастабильного уровня и спектров усиления/потерь.

4. Определены оптимальные концентрации иона активатора в метафосфате иттербия для получения максимального коэффициента усиления на переходе иона эрбия 411з/2~^4 1/5/2 ■

5. Проведены комплексные исследования спектрально-люминесцентных свойств полифункциональных иттербий-эрбиевых фото-термо-рефрактивных наностеклокерамик с переменной концентрацией ионов эрбия

6. Показано что при фото-термо-индуцированной кристаллизации фото-термо-рефрактивного стекла ионы иттербия и эрбия остаются в стеклообразной фазе.

7. Проведены комплексные исследования спектрально-люминесцентных свойств иттербий-эрбиевых свинцово-фторидных стекол с переменной концентрацией ионов эрбия и наноструктурированных стеклокерамик на их основе.

8. Установлен механизм формирования кристаллической фазы в процессе спонтанной кристаллизации свинцово-фторидного стекла, а также показано, что ионы иттербия и эрбия входят в кристаллическую фазу РЪУ¥04.

Практическое значение работы состоит в следующем:

1. Предложенный и реализованный экспресс-метод определения спектров усиления/потерь при разных населенностях метастабильного уровня позволяет производить измерения в образцах, синтезированных в лабораторных условиях, малых размеров и не требующих специальных дополнительных обработок поверхности после ее обычной полировки. Данный метод применим для широкого класса оптических стеклообразных и кристаллических материалов и позволяет проводить их оперативную селекцию на стадии разработки.

2. Предложенная методика определения температуры по изменению формы контуров люминесценции иона эрбия позволяет определять нагрев лазерной среды при накачке. Предложенная методика может быть использована также для создания люминесцентных датчиков температуры, в том числе волоконных.

3. Результаты исследований спектрально-люминесцентных свойств эрбиевых и иттербий-эрбиевых стекол и стеклокерамик могут служить основой при разработке новых лазерных материалов для высокоэффективных волоконных лазеров и усилителей света, а также малогабаритных интегрально-оптических лазерных устройств.

4. Результаты исследований спектрально-люминесцентных свойств эрбиевых и иттербий-эрбиевых стеклокерамик позволят расширить номенклатуру оптических полифункциональных материалов, используемых для передачи и обработки информации в телекоммуникационных системах.

Защищаемые положения:

1. Разработанный экспресс-метод позволяет производить измерения коэффициентов усиления в абсолютных единицах и контура спектров усиления/потерь при различных населенностях метастабильного уровня эрбия в зависимости от мощности возбуждающего излучения на образцах, синтезированных в лабораторных условиях, малых размеров (вплоть до 1x1x0.2 мм), имеющих невысокое оптическое качество (например, свили, пузыри) и не требующих специальной обработки поверхности.

2. Определены оптимальные концентрации эрбия и иттербия в бариевофосфатных и метафосфатных стеклах. В бариевофосфатных стеклах,

активированных иттербием и эрбием, оптимальная концентрация ионов эрбия, при которой достигнут максимальный коэффициент усиления 0.18 см"1 при инверсной населенности 55%, составляет 1x10 см" . В метафосфатных стеклах, активированных иттербием и эрбием, оптимальная концентрация ионов иттербия, при которой достигнут максимальный коэффициент усиления 0.1 см"1 при инверсной населенности эрбия 76%, составляет 41.7x1020 см"3.

3. Полифункциональное фото-термо-рефрактивное силикатное стекло,

активированное иттербием и эрбием, демонстрирует высокие значения

21 2

сечений поглощения (5,2x10" см ) и вынужденного излучения (5,54x10' 21см2), квантовый выход люминесценции (до 92%) и коэффициент усиления (0,014 см"1), которые сопоставимы с монофункциональными аналогами -промышленными силикатными стеклами.

4. При спонтанной кристаллизации свинцово-фторидных стекол эрбий и иттербий входят в состав кристаллической фазы РЬУТЮз, что приводит к изменению спектров поглощения и люминесценции по сравнению с исходным стеклом.

5. При фото-термо-индуцированной кристаллизации ФТР стекла, ионы иттербия и эрбия не входят в кристаллическую фазу NaF-AgBr и остаются в стеклообразной матрице. Введение ионов эрбия и иттербия не изменяет фоточувствительность ФТР стекол, что позволяет использовать это стекло для записи высокоэффективных объемных фазовых голограмм.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Асеев, Владимир Анатольевич

Основные результаты и выводы работы

Проведены комплексные исследования спектрально-люминесцентных и лазерных свойств высококонцентрированных иттербий-эрбиевых стекол и наностеклокерамик. Получены следующие основные результаты:

• Разработана методика экспериментального определения спектров усиления/потерь при разных населенностях метастабильного уровня.

• Проведены комплексные исследования спектрально-люминесцентных и лазерных свойств высококонцентрированных иттербий-эрбиевых бариевофосфатных и метафосфатных стекол. Показано, что максимальное значение коэффициента усиления составляет £=0.18 см"1,

ЛА для образца с концентрацией ионов активаторов эрбия - 1x10 см" и

20 3 иттербия - 19x10 см" при населенности метастабильного уровня эрбия 55%. Увеличение концентрации иттербия, начиная с концентрации ЫУь=

20 3

20,9x10 см" , приводит к снижению порога усиления. Стекло с предельной концентрацией иттербия (метафосфат иттербия) имеет положительный коэффициент усиления при малых мощностях накачки 35 мВт. Показано, что увеличение мощности накачки приводит к немонотонному изменению населенности метастабильного уровня и коэффициента усиления у метафосфата иттербия. Коэффициент усиления 0,1 см"1 получен на образце толщиной 0,5 мм с концентрациями иттербия -41,7x1020 см"3 и эрбия - 0,29x1020 см"3 при поглощенной мощности накачки 210 мВт. Полученные данные позволяют оптимизировать концентрации ионов эрбия и иттербия и их соотношения для мини- и микролазеров.

• Проведены комплексные исследования спектрально-люминесцентных свойств полифункциональных иттербий-эрбиевых фото-термо-рефрактивных стекол. Увеличение концентрации ионов эрбия приводит к уменьшению населенности метастабильного уровня и коэффициента усиления. Для образца с минимальным содержанием ионов эрбия

20 3 20 3

1Чег=0,26х 10 см" , Ыуь=17.8х 10 см" ) достигнута инверсия населенности

52% при мощности накачки 590 мВт. Коэффициент усиления при таких условиях составил 0,014 см"1 для образца толщиной ~1мм. Проведены комплексные исследования и сравнительный анализ спектрально-люминесцентных свойств свинцово-фторидных стекол и наноструктурированных стеклокерамик, активированных иттербием и эрбием. Показано, что эрбий и иттербий входят в кристаллическую фазу, образуя соединения состава РЬУ1х1л1хОТ3 (где Ьп Ег или УЪ) Увеличение времени термообработки приводит к росту размера нанокристаллов. Типичные размеры нанокристаллов составляют не более 40 нм, Исследована зависимость спектрально-люминесцентных свойств ионов эрбия от длительности термообработки. Показано, что подбор режима термообработки позволяет получить спектр люминесценции ионов эрбия различной ширины (полуширина спектра в исходном образце составляет 51 нм, в стеклокерамике - 68 нм). Подбор режима термообработки и концентрации ионов эрбия позволяет получить более широкий и гладкий спектр усиления на 1.5 мкм.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Асеев, Владимир Анатольевич, 2012 год

Литература

1. Елъяшевич М.А. Спектры редких земель. М., 1953. ГИТТЛ. 456 с.

2. Dieke G.H. Spectra and energy levels of rare earth ions in crystals. N.Y., 1968. 401 p.

3. Wybourne W.G. Spectroscopic properties of rare earth. N.Y., 1965. 236 p.

4. Weber M.J. Probabilities for radiative and nonradiative decay of Er in LaF3. // Phys. Rev., 1967, v. 157, N 2, p. 262-272.

5. Dexter D.L. Theory of optical properties of imperfection in nonmetals. // In Solid State Physics, v. 6. eds. F. Seitz Academic Press. 1958, p. 353-411.

6. Елъяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. ГИФМЛ, М. 1962, 892 с.

7. Теренин А.Н. Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений. Л.: Наука. 1967, с. 98.

8. Carnall W.T., Fields P.R., Wybourne B.G. Spectral intensities of the trivalent lanthanides and actinides in solution. I. Pr3+, Nd3+, Er3+, Tm3+, Yb3+. // J. Chem. Phys. 1965, v. 42, N 11, p. 3797-3806.

9. Carnall W.T., Filds P.R., Rajnak K. Spectral intensities of trivalent lanthanides and actinides in solution. II. Pm3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+ and Ho3+. // J. Chem. Phys. 1968, v. 49, N 10, p. 4412-4423.

10. Yorgensen C.K., Judd B.R. Hypersensitive pseudoquadrupole transitions in lanthanides. // Mol. Phys. 1964, v. 8, N 3, p. 281-290.

11. Freeman A. J., Watson RE. Theoretical investigation of some magnetic and spectroscopic properties of rare-earth ions. // Phys. Rev. 1962, v. 127, N 6, p. 2058-2075.

12. Van Vlek J.H. The puzzle of rare earth spectra in solids. // J. Phys. Chem. 1937, v. 41, N 1, p. 67-80.

13. Judd B.R. Optical absorption intensities of rare earth ions. // Phys. Rev. 1962, v. 127, N3, p. 750-761.

14. Ofelt G.S. Intensities of crystal spectra of rare earth ions. // J. Chem. Phys. 1962, v. 37, N3, p. 511-520.

15. Феофилое П.П. Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов. М.: ЕИФМЛ. 1959, 288 с.

16. Захарченя Б.П., Каплянский А.А. Спектры атомов с незаполненными у1 и ¿/-оболочками в кристаллах во внешних полях. // В кн. Спектроскопия кристаллов. М.: Наука. 1966, с. 99-117.

17. Carnall W.T., Filds P.R., Rajnak К. Electronic energy levels in the trivalent lanthanide aqua ions. I. Pr3+, Nd3+, Pm3+, Sm3+, Dy3+, Ho3+, Er3+ and Tm3+. // J. Chem. Phys. 1968, v. 49, N 10, p. 4424-4442.

18. Carnall W.T., Filds P.R., Rajnak K. Electronic energy levels in the trivalent lanthanide aqua ions. II. Gd3+. // J. Chem. Phys. 1968, v. 49, N 10, p. 44434446.

19. Carnall W.T., Filds P.R, Rajnak K. Electronic energy levels in the trivalent lanthanide aqua ions. III. Tb3+. // J. Chem. Phys. 1968, v. 49, N 10, p. 44474449.

20. Carnall W.T., Filds P.R, Rajnak K. Electronic energy levels in the trivalent lanthanide aqua ions. IV. Eu3+. // J. Chem. Phys. 1968, v. 49, N 10, p. 44504455.

21. Ausel F. Contribution a l'etude spectroscopique des verres dopes avec Eu3+ pour obtenir l'effet laser. // Annal. Telecommun. 1969, v. 24, N5-6, p. 199229.

3~ь 3+ •

22. Reisfeld R, Ecksrein Y. Intensity parameters of Tm and Er in borate, phosphate and germanate glasses. // Solid State Commun. 1973, v. 13, N 3, p. 265-268.

23. Krupke W.F. Induced-emission cross section in neodymium laser glasses. // IEEE. J. Quant. Electron. 1974, v. QE-10, N 4, p. 450-457.

24. Sinha S.P., Mehta P.S., Sur ana S.S.L. Spectral intensities of lanthanide complexes. I. Solvent effects and complexation of Nd (III) ion with N-donor ligands. // Mol. Phys. 1972, v. 23, N 4, p. 807-813.

25. Förster Th. Fluoreszenz organ, verbind. // Göttingen, 1951.

26. Dexter D.L. J. Chem. Phys. 1953, v. 21, p. 836.

27. Ермолаев B.JI., Бодунов E.H., Свешникова Е.Б., Шахвердов T.A. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения. Л.: Наука. 1977.

28. Агранович В.М., Галанин М.Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. М.: Наука. 1978.

29. Пржевуский А.К. Миграция возбуждений в активированных стеклах. Л., 1981,41 с.

30. Johnson L.F., Van Uitert L.G., Rubin J. J., Thomas RA. II Phys. Rev. 1964, v. 133A, p. 494.

31. SnitzerE., Woodcock R II Appl. Phys. Lett., 1965, v. 6, p. 45.

32. Johnson L.F., Geusic J.E., Van Uitetr L.G. Appl. Phys. Lett., 1965, v. 7, p. 127.

33. Богдасаров Х.С., Богомолова Г.А., Вылегжанин Д.Н. и dp. II ДАН СССР. 1974, т. 216, с. 1247.

34. Lunter S.G., Dymnikov A.A., Przhevuskii A.K., Fedorov Y.K. Laser glasses. II Proc. IV European Congress on Optics., 1991, v. 1513, N 2, p. 349-359.

35. Каминский A.A., Антипенко Б.M. II В кн: Многоуровневые функциональные схемы кристаллических лазеров. М. Наука, 1989.

36. Каминский A.A., Петросян AT. II ДАН СССР. 1979, т. 246, с. 63.

37. Толстой М.Н. IIВ кн.: Спектроскопия кристаллов. М.: Наука. 1970, с. 124.

38. Алексеев Н.Е., Гапонцев В.П., Жаботинский М.Е., Кравченко В.Б., Рудницкий Ю.П. Лазерные фосфатные стекла. // М.: Наука. 1980, 352 с.

39. Овсянкин В.В., Феофилов 77.77. Кооперативная люминесценция в кристаллах с редкоземельными активаторами. - Материалы II симпозиума по спектроскопии кристаллов, содержащих редкоземельные элементы и элементы группы железа. М.: Наука, 1970, с. 135-143.

40. Толстой H.A., Абрамов А.П. II Опт. и спектр., т. 19, 1965, с. 830.

41. Толстой H.A., Абрамов А.П. II Опт. и спектр., т. 20, 1965, с. 345.

42. Толстой H.A., Абрамов А.П. О возможной теоретической инерпретации нелинейного тушения. // Опт. и спектр., т. 20, 1966, с. 496-498.

43. Толстой H.A., Абрамов А.П. Нелинейное тушение люминесценции. // Труды 2-го Всесоюзного симпозиума по нелинейной оптике. Новосибирск: Наука. 1968, с. 71-77.

44. Овсянкин В.В., Феофилов П.П. О механизме суммирования электронных возбуждений в конденсированных кристаллах. // Письма ЖЭТФ, 1966, т. 3, № 12, с. 494-997.

45. Auzel F. Compteur quantique par transfert d'energie entre deux ions de terres rares dane un tungetate mixte et dens un verres. // Compt. Rend., 1966, 262B, N 15, 1016-1019.

3+ 3+

Compteur quantique par transfert d'energie de Yb a Tm dane un tungetate mixte et dane un verre germanatte. // Compt. Rend., 1966, 263B, N 14, 819821.

46. Woodward R.J., Williams J.M., Brown M.R. Two photon addition in coupled Er3+ ions in glasses. Il Phys. Lett., 1966, v. 22, N 4, p. 435-436.

47. Овсянкин В.В., Феофилов П.П. II Ж. прикл. спектр., 1967, № 6, с. 498.

48. Феофилов П.П. Кооперативные оптические явления в кристаллах.// Материалы IV зимней школы по физике полупроводников., Л., 1972, с. 440-470.

49. Овсянкин В. В. Кооперативная люминесценция активированных кристаллов и сенсибилизированных систем. // Дисс. на соискание учен, степени канд. физ.-мат. наук, JL, 1971, с. 119 (ГОИ).

50. Овсянкин В.В., Феофилов 77.77. Суммирование элетронных возбуждений в активированных кристаллах. // В кн.: Нелинейная оптика. Труды 2-го Всес. симп. по нелинейной оптике, Новосибирск: Наука. 1968, с. 293-300.

51. Овсянкин В.В., Феофилов 77.77. // Сб. "Спектроскопия кристаллов", М.: Наука. 1970, с. 135.

52. Dexter D.L. //Phys. Rev., N 108, 1957, p. 630.

53. Овсянкин В.В., Феофилов П.П. /I Письма ЖЭТФ, 1966, № 4, с. 471.

54.G. Dantella, М. Mortier, G.Patriarche, D. Vivien. Er -doped PbF2: Comparison

between nanocrystals in glass-ceramics and bulk single crystals // Journal of Solid State Chemistry, 2006, №179, pp. 1995-2003

55. Н.С.Андрущенко, Ю.Л.Сапожников, Э.А.Безрукова, Ю.П.Костиков Новые фазы в системах PbF2- R203 // Неорганические материалы 1973. Т. 9. № 2. с. 243-247

56. Мс Cumber D.E. Theory of phonon-terminated optical masers. // Phys. Rev., 1964, v. 134, p. A299-A306.

57. Miniscalco M.J., Quimby R.S. General procedure for the analysis of Er3+ cross-sections. // Optics Letter, 1992, v. 16, p. 258.

58.Асеев В. А., Никоноров H. В., Пржевуский A.K., ЧухаревА. В., Рохмин А.С.,

Измерение спектров усиления/потерь в высококонцентрированных лазерных стеклах, активированных иттербием-эрбием, Оптический журнал, т.70, № 11, 2003.

59.hunter S.G., Fyodorov Yu К., Development of erbium laser glasses, Proc. of F. Simp. Light materials, Laser Technology material for Optic Telecomm., 1994, v2, p. 327-333.

60. Schott Glass Technologies «IOG-1 laser glasses».

<57.Kigre Inc. «QX-type glass».

62. G. Karlsson, F. Laurell, J. Tellefsen, B. Denker, B. Galagan, V. Osiko, and S. Sverchkov^"Development and characterization of Yb-Er laser glass for high average power laser diode pumping,"Appl. Phys.B 75, 41^46(2002).

63. Georgiou E., Musset O., Boduqillon J-P, Denker B., Sverchkov S.E., 50mJ/30ns FTIR Q-switched diode pumped Er:Yb glass 1.54 pm laser, OptComm. 198 (2001), p. 147-153.

64. Desurvire E. Erbium-doped fiber amplifiers. N. Y.: Wiley, 1994

65. P. Laporta, S. Taccheo, S. Longhi, O. Svelto, C. Svelto. Erbium-ytterbium microlasers: optical properties and lasing characteristics, Optical Materials, Volume 11, Issues 2-3, January 1999, Pages 269-288

66. Frantisek Ondracek, Linda Salavcova, Martin Mika, Frantisek Lahodny, Radan Slavik, Jarmila Spirkova, Jiri Ctyroky. Fabrication and characterization of channel optical waveguides in Er/Yb-doped silicate glasses, Optical Materials, Volume 30, Issue 3, November 2007, Pages 457-461

67. P. Laporta, S. Longhi, S. Taccheo, O. Svelto. Analysis and modeling of the erbium-ytterbium glass laser, Optics Communications, Volume 100, Issues 14, 1 July 1993, Pages 311-321

68. Z. Cai, A. Chardon, H. Xu, P. Feron, G. Stefan, Laser characteristics at 1535 nm and thermal effects of an Er:Yb phosphate glass microchip laser pumped by Ti: sapphire laser, Opt. Commun. 203, 2002, 301-313.

69. C. Svelto, S. Taccheo, E. Bava, P. Laporta, Characterization of Yb-Er: glass laser at 1.5 pm wavelength in terms of amplitude and frequency stability, Measurement, 26, 1999, 119-128

70. A. Levoshkin, A. Petrov, J.E. Montagene, High-efficiency diode-pumping Q-switched Yb:Er:glass laser, Opt. Commum, 185, 2000, 399-405.

71. D. Veasey, D. Funk, P. Peters, N. Sanford, G. Obarski, N. Fontaine, M. Young, A. Peskin,W. Liu, S.N. Houde-Walter, J. Hay den, Yb/Er-codoped and Yb-doped waveguide lasers in phosphate glass, Journal of Non-Crystalline Solids 263&264, 2000, 369-381.

72. R. Ramponi, R. Osellame, M. Marangoni, G. Sorbello, P. Laporta, S. Jiang, Y. Hu, N. Peyghambarian, New Er-doped phosphate glass for ion-exchange active waveguides: accurate determination of the refractive index, Optical Materials, Volume 14, Issue 4, 4 August 2000, Pages 291-296

73. S. Honkanen, T. Ohtsuki, S. Jiang, S.I. Najafi, N. Peyghambarian, High Er concentration phosphate glasses for planar waveguide amplifiers, Proc. of SPIE, vol. 2996, 1997, 32-39.

74 .S. Berneschi, M. Bettinelli, M. Brenci, G. Nunzi Conti, S. Pelli, S. Sebastiani, C. Siligardi, A. Speghini, G. C. Righini, Aluminum co-doping of soda-lime silicate glasses: Effect on optical and spectroscopic properties, Journal of Non-Crystalline Solids, Volume 351, Issues 21-23, 15 July 2005, Pages 1747-1753

75. G. C. Righini, S. Pelli, M. Br end, M. Ferrari, C. Duverger, M. Montagna, R. Dall'Igna, Active optical waveguides based on Er- and Er/Yb-doped silicate glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, Volume 284, Issues 1-3, May 2001, Pages 223-229

76.7.77. Liu, Y.J. Chen, Y.F. Lin, Z.D. Luo, YD. Huang, Effect of BÍ203 on spectroscopic properties and energy transfer in Yb3+-Er3+-co-doped bismuth borate glasses for 1.5 pm optical amplifiers, Optical Materials, Volume 30, Issue 12, August 2008, Pages 1883-1888

77.7?. Balda, J. Fernández, M. A. Arriandiaga, J. M. Fdez-Navarro, Infrared to visible upconversion of Er3+ and Er3+/Yb3+ codoped lead-niobium-germanate glasses,Optical Materials, Volume 25, Issue 2, March 2004, Pages 157-163

!%.TieFengXu, XiangShen, QiuHuaNie, Yuan Gao, Spectral properties and thermal stability of Er3+/Yb3+ codoped tungsten-tellurite glasses, Optical Materials, Volume 28, Issue 3, February 2006, Pages 241-245

19.Z. Meng, K. Nagamatsu, M. Higashihata, Y. Nakata, T. Okada, Y. Kubota, N. Nishimura, T. Teshima, S. Buddhudu, Energy transfer mechanism in Yb3+:Er3+-ZBLAN: macro- and micro-parameters, Journal of Luminescence, Volume 106, Issues 3-4, April 2004, Pages 187-194

80.L. Wetenkamp, G.F. West, H. Tóbben, Optical properties of rare earth-doped ZBLAN glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, Volume 140, 1992, Pages 35-40

81. V.Bouchenkov, I.Kuchma, A.Levoshkin, A.Mak, A.Petrov, G.Hollemann, Opt. Commun, 177, 383-388 (2000).

82. J. J. Zhang, S. X. Dai, G. N. Wang, et al., "Investigation on Upconversion Luminescence in Er3+/Yb3+ Codoped Tellurite Glasses and Fibers," Physical Letters A, Vol. 345, No. 4-6, 2005, pp. 409-414.

83.N. V. Nikonorov, A. K. Przhevutskii., Chukharev A. V., Characterization of

non-linear upconversion quenching in Er-doped glasses modeling and experiment, J. of Non-Crystalline Solids, 324, 2003, 92-108.

84.C. Hwang, C. Jiang, T.Luo, L.Le Neindre, J.Watson, N. Peyghambarian, Characterization of cooperative upconversion and energy transfer of Er and Yb3+/Er3+doped phosphate glasses, Proc. of SPIE, 3622, 1999, 10-18.

85.S Sergeev, D. Khoptyar, B. Jaskorzynska, Upconversion and migration in erdium-doped silica waveguides in the continuous-wave excitations switch-off regime, Phys Review B v.65, n23, 2002, p233104/l-4.

86.Yu.Korkishko et al. II Applied Physics B, 2001 Vol. 73, pp.61-65

87.E.L. Wooten, K.M. Kissa, A. Yi-Yan, E.J. Murphy, D.A. Lafaw, P.F. Hallemeier, D. Maack, D.V. Attanasio, D.J. Fritz, G. J. McBrienand, D. E. Boss. A review of lithium niobate modulators for fiber-optic communications systems // IEEE Journal of selected topics in quantum electronics, 2000, Vol. 6, № l,pp. 69-82

88.W. Sohler, В. K. Das, D. Dey, S. Reza, H.Suche, R. Ricken. Erbium-doped lithium niobate waveguide lasers // IEICE Trans. Electron., 2005, Vol. E88-C, №5, pp.990-997

89.K. Kishioka, T. Kishimoto, K. Kume. Improvement of the optical gain in the Er-doped lithium niobate waveguide optical amplifiers // IEICE Trans. Electron., 2005, Vol. E88-C, №5, pp.1041-1052

90.C.Zaldo et al. // Optical Materials, 1999, v.13, pp.175-180

91.P.Huang et al. II University of Warwick, 2005, Coventry, U.K.

92.D.Lezal et al. II Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 2004, v.6, pp.133

93.А. И. Бережной. Ситаллы и фотоситаллы // М.-Машиностроение, 1981, 464с.

94.Z.Pan, A.Ueda, M.Haes, R.Mu, S.H. Morgan Studies of Er3+ doped germanate-oxyfluoride and tellurium-germanate-oxyfluoride transparent glass-ceramics // Journal of Non-Crystalline Solids, 2006, №352, pp.801-806

95.M. Mortier, P. Goldner, C. Chateau, M. Genotelle. Erbium doped glassceramics: concentration effect on crystal structure and energy transfer between active ions // Journal of Alloys and Compounds, 2001, 323-324, pp.245-249

96.G. Dantella, M. Mortier, G.Patriarche, D.Vivien. Er3+-doped PbF2: Comparison between nanocrystals in glass-ceramics and bulk single crystals // Journal of Solid State Chemistry, 2006, №179, pp. 1995-2003

97.V.K. Tikhomirov, V.D. Rodrigues, J. Mendes-Ramos, P. Nunez, A.B. Seddon Comparative spectroscopy of (ErF3)(PbF2) alloys and Er -doped oxyfluoride glass-ceramics II Optical Materials, 2004, №27, pp.543-547

98.Xvsheng Qiao, Xianping Fan, Jin Wang, Minquan Wang. Luminescence behavior of Er ions in glass-ceramics containing CaF2 nanocrystals // Journal of Non-Crystalline Solids, 2005, №351, pp.357-363

99.Daqin Chen, Yuansheng Wang, Yunlong Yu, En Ma Improvement of Er emissions in oxyfluoride glass ceramic nano-composite by thermal treatment // Journal of Solid State Chemistry, 2006, №179, pp. 1445-1452

100. Daqin Chen, Yuansheng Wang, Yunlong Yu, En Ma, Feng Bao, Zhongjian

O I

Hu, Yau Cheng. Influences of Er content on structure and upconversion emission of oxyfluoride glass ceramics containing CaF2 nanocrystals // Materials Chemistry and Physics, 2006, №95, pp.264-269

101. Yuki Kishi, Setsuhisa Tanaba. Infrared-to-visible upconversion of rare-earth doped glass ceramics containing CaF2 crystals // Journal of Alloys and Compounds, 2006, №4, pp.842-844

102. Zhongjian Hu, Yuansheng Wang. Crystallization and spectroscopic properties investigations of Er doped transparent glass ceramics containing CaF2 // Material Research Bulletin, 2006, №41, pp.217-224

103. P.A. Tick, N.F. Borelli, L.K. Cornelius, M.A. Newhouse Transparent glass ceramics for 1300 nm amplifier applications // Journal of Applied Physics, 1995, №78 (11), pp.6367-6374

104. M.J. Dejneka. Transparent Oxyfluoride Glass Ceramics // Materials Research Bulletin, 1998, №33 (11), pp.1657-1662

105. Zhongjian Hu, Yuansheng Wang, Feng Bao, Wenqin Luo. Crystallization behavior and microstructure investigations on LaF3 containing oxyfluoride glass ceramics // Journal of Non-Crystalline Solids, 2005, №351, pp.722-728

106. Z. Pan, A. Ueda, R. Mu and S.H. Morgan. Upconversion luminescence in Er3+-doped germanate-oxyfluoride and tellurium-germanate-oxyfluoride transparent glass-ceramics // Journal of Luminescence, 2007,126, №1, pp 251256.

107. J. Mendez-Ramos, V. Lavin, I.R. Martin , U.R. Rodriguez-Mendoza , J.A. Gonzalez-Almeida, V.D. Rodriguez, A.D. Lozano-Gorrin , P. Nunez. Optical

properties of Er ions in transparent glass ceramics // Journal of Alloys and Compounds, 2001, 323-324, pp.753-758.

108. Асеев B.A., Голубков B.B., Клементьева A.B., Колобкова Е.В., Никоноров Н.В. Спектрально-люминесцентные свойства прозрачной свинцово-фторидной наностеклокерамики, активированной ионами эрбия // Оптика и спектроскопия, 2009, т. 106, №5, с.770-775

109. V. A. Aseev, Yu. A. Varaksa, А. V. Klement'eva, Е. V. Kolobkova, N. V. Nikonorov, G. V. Sinitsyn, and M. A. Khodasevich. Spectral Luminescence and Information Characteristics of Transparent Lead Fluoride Nano-Glass-Ceramics Doped with Erbium Ions //Optics and Spectroscopy, 2010, Vol. 108, No. 5, pp. 720-727

110. A.B. Доценко, A.M. Ефремов, B.K. Захаров, Е.И. Панышева, И.В. Туниманова. О спектрах поглощения мультихромных стекол // Физика и химия стекла. 1985, Т. 11, № 5, с.592-595

111. Е.И. Панышева, И.В. Туниманова, В.А. Цехомский. Исследование процесса окрашивания мультихромных стекол // Физика и химия стекла. 1990, Т. 16, №2, с.39-244

112. J.E. Pierson, S.D. Stookey. Photosensitive colored glasses // Patent USA. № 4017318. 1977

113. J.E. Pierson, S.D.Stookey. Method for making photosensitive colored glasses // Patent USA. № 4057408. 1977

114. Л.Б. Глебов, Н.В. Никоноров, Е.И. Панышева, И.В. Туниманова, В.В. Саввин, В.А. Цехомский. Фототерморефрактивное стекло // Труды VII Всес. Конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов, ч.2/ Рига: Изд. ИФ АН Латв. ССР 1998, с.527

115. Н.В. Никоноров, Е.И. Панышева, И.В. Туниманова, В.В. Савин. Мультихромные стекла - новая среда для оптической записи информации // Труды Всес. Конф. "Оптическое изображение и регистрирующие среды'7 Л: Изд. ГОИ 1990, с.48

116. Л.Б. Глебов, Н.В. Никоноров, Е.И. Панышева, Г.Т. Петровский, В.В. Саввин, И.В. Туниманова, В.А. Цехомский. Мультихромные стекла -новые материалы для записи объемных фазовых голограмм // ДАН СССР. 1990. Т. 314. №4. с.849-853

117. С.А. Кучинский, Н.В. Никоноров, Е.И.Панышева, И.В. Туниманова, В.В. Савин. Свойства объемных фазовых голограмм на мультихромных стеклах // Опт. и спектр., 1991, Т. 70, № 6, с. 1296- 1300

118. Л.Б. Глебов, Н.В. Никоноров, Е.И. Панышева, Г.Т. Петровский, В.В. Саввин, И.В. Туниманова, В.А. Цехомский. Новые возможности фоточувствительных стекол для записи объемных фазовых голограмм // Опт. и спектр., 1992, Т. 73, № 2, с.404-412

119. О.М. Efimov, L.B. Glebov, L.N. Glebova, K.C. Richardson, V.I. Smirnov. High efficiency Bragg Grating in Photo-Thermo-Refractive Glass // Appl. Optics., 1999, Vol.38, № 4, pp.619-627

120. N.V. Nikonorov. Volume Bragg gratings in photo-thermo-refractive glass // Proc. US-Russia Partnership Workshop "Communications, Electronics, Lasers, and Optics", St. Petersburg, 2004

121. O.M. Efimov, L.B. Glebov, L.N. Glebova, V.I. Smirnov. Process for production of high efficiency volume diffractive elements in photo-thermo-refractive glass. US Patent. № 6,586,141 Bl. 2003

122. Efimov O.M., Glebov L.B., Smirnov V.I. High-frequency Bragg gratings in a photo thermo refractive glass // Opt. Lett. 2000. V.25. № 23, pp. 1693-1695

123. Н.В. Никоноров. Влияние ионообменной обработки на физико-химические свойства поверхности стекол и волноводов // Физика и химия стекла. 1999. Т. 25. № 3. с.271-308

124. Асеев В.А., Никоноров Н.В. Спектрально-люминесцентные свойства фототерморефрактивных наностеклокерамик, активированных ионами иттербия и эрбия. Оптический журнал, 2008. т.75, №10, с.81-88.