Анотація до роботи:

Кудрявцев Д.П. Оптичні властивості кристалів боратів стронція SrВ₄O₇, Sr₄B₁₄O₂₅, Sr₄B₁₄O₂₅: RE³⁺ (RE³⁺ = Pr³⁺, Nd³⁺, Eu³⁺) - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико математичних наук за спеціальністю 01.04.05. - оптика, лазерна фізика - Запорізька державна інженерна академія, Запоріжжя, 2003.

Дисертація присвячена дослідженню кристалізаційних, структурних, спектроскопічних, люмінесцентних, нелінійно-оптичних, та генераційних властивостей кристалів SrВ₄O₇, Sr₄B₁₄O₂₅, Sr₄B₁₄O₂₅: RE³⁺ (RE³⁺ = Pr³⁺, Nd³⁺, Eu³⁺).

Побудована фазова діаграма системи SrО - B₂O₃ у диапазоні концентрацій 50 - 75 мол.% B₂O₃. Отримана нова хімічна сполука Sr₄B₁₄O₂₅. Вирощено монокристали SrB₄O₇, та SrB₄O₇:RE³⁺. Вперше вирощено монокристали Sr₄B₁₄O₂₅ Sr₄B₁₄O₂₅:RE³⁺ (RE³⁺ = Nd³⁺, Pr³⁺). Досліджена структура нового монокристала. Проведено спектроскопічні та люмінесцентні дослідження кристалів Sr₄B₁₄O₂₅ , Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺.

Зафіксовано несинхронну генерацію ІІ та ІІІ гармонік YAG:Nd³⁺ лазера у тонких монокристалічних пластинках тетраборату стронцію.

Проведено спектроскопічні дослідження монокристала Sr₄B₁₄O₂₅:Nd³⁺

Експериментально виміряне значення часу життя стану ³P₀ іону Pr³⁺ t = 17 мкс.

Розраховано спектрально-люмінесцентні та генераційні характеристики монокристала Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺.

1. Побудована фазова діаграма стану системи SrО - B₂O₃ у діапазоні концентрацій 50 - 75 мол.% B₂O₃. Уточнені температура кристалізації Sr₂BO₄ Т = 1170 ± 5С та температура плавлення SrВ₄O₇ Т = 1015 ± 5 С. Температура плавлення SrВ₆O₁₀ була визначена як Т = 920 ± 5 С. У діапазоні концентрацій 64 – 66 мол. % B₂O₃ була отримана нова хімічна сполука Sr₄B₁₄O₂₅. Температура інконгруентного плавлення Sr₄B₁₄O₂₅ Т = 1012 ± 5 С.

2. Вперше вирощені монокристали Sr₄B₁₄O₂₅ та досліджена їх кристалографічна структура Монокристали Sr₄B₁₄O₂₅ належать до моноклінної системи, просторова група С2/m. Значення параметрів кристалічної ґратки a = 16.384 , b = 7.762 Е, c = 16.619 Е, b = 119.8.

3. Встановлено, що легований борат стронцію Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺ кристалізується з розплаву SrО - 2B₂O₃ – x Pr₂O₃ при молярній частці Pr₂O₃ 0.002 < x < 0.01. Легований борат стронцію Sr₄B₁₄O₂₅:Nd³⁺ кристалізується з розплаву SrО - 2B₂O₃ – x Nd₂O₃ при молярній частці Nd₂O₃ 0.004 < x < 0.01. Вперше вирощені монокристали Sr₄B₁₄O₂₅:RE³⁺ (RE³⁺ = Pr³⁺, Nd³⁺, Eu³⁺).

4. Зафіксовано несинхронну генерацію ІІ та ІІІ гармонік лазерного випромінювання YAG:Nd³⁺ у тонких монокристалічних пластинках тетраборату стронцію. Ефективність генерації другої гармоніки склала 1,1*10^-6 (P_{накачки} = 70 МВт/см², t = 20 нс), третьої - 5,4*10^-9 (P_{накачки} = 3 ГВт/см², t = 20 нс).

5. Досліджено властивості люмінесценції кристалу Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺ при ламповій та лазерній (Ar+ лазер) накачці. При накачці у УФ полосу поглинання іонів Pr³⁺ (l =180 - 230 нм ) збуджено інтенсивну люмінесценцію в УФ (l = 384 нм, ¹S₀ ³P₂ + ¹I₆) та синьому спектральному діапазонах (l = 460 нм та l = 472 нм, ³P₀ ³H₄).

6. Проведено спектроскопічні дослідження монокристала Sr₄B₁₄O₂₅:Nd³⁺. Встановлено, що короткохвильовий край смуги прозорості монокристала Sr₄B₁₄O₂₅:Nd³⁺ відповідає довжині хвилі l = 190 нм. Спектр поглинання у діапазоні 190 - 1000 нм має 5 піків, які відповідають електронним переходам іона Sr₄B₁₄O₂₅:Nd³⁺.

7. Методами теоретичної моделі Джадда-Офельта розраховано спектрально-люмінесцентні та генераційні характеристики монокристала Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺. Встановлено, що преходи ³P₀ ³F₂, ³P₀ ³H₆ перспективні для отримання лазерної генерації на Pr³⁺, а переходи ⁴F_3/2 ⁴I_9/2 та ⁴F_3/2 ⁴I_9/2 на іонах Nd³⁺.

Публікації автора:

1. Оселедчик Ю.С., Просвірнін А.Л., Світанько М.В., Кудрявцев Д.П. Електрооптичні характеристики монокристалів тетраборатів стронцію та свинцю.//Вісник Запорізького держ. унів. - 2000. - №1, С. 189 - 192.

2. Kudrjavtcev D.P., Oseledchik Yu. S.,Prosvirnin A.L., Svitanko N.V. The luminescence of the praseodymium - doped strontium borate Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺.// Ukr.J.Phys.Opt. - 2002. - Vol.1, №3, P. 155 - 160.

3. Кудрявцев Д.П., Оселедчик Ю.С., Просвірнін А.Л., Світанько М.В. Спектрально - генераційні характеристики кристала Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺. // Український фізичний журнал. - 2003. - №1. - С. 11 - 16.

4. Kudrjavtcev D.P., Oseledchik Yu. S., Prosvirnin A.L., Svitanko N.V. Growth of a new strontium borate crystal Sr₄B₁₄O₂₅. // J. of Cryst. Growth. - 2003. - Vol.254, №3 - 4, P. 456 - 460.

5. Світанько М.В., Оселедчик Ю.С., Швець Є.Я., Просвірнін А.Л., Кудрявцев Д.П. Оптична мультистабільність у резонаторі із нелінійним резонансним середовищем.//Вісник Запорізького держ. унів. - 2001. - №2, С. 74 - 83.

Патент C30B17/00, Україна. Спосіб вирощування кристалу борату стронцію Sr₄B₁₄O₂₅ легованого лантаноїдами. Деклараційний патент на винахід: C30B17/00, Україна./ Оселедчик Ю.С., Просвірнін А.Л., Світанько М.В., Кудрявцев Д.П., № 49341А, Заявл. 12.11.2001; Опубл. 16.09.2002.

7. Патент С30В17/00, Україна. Спосіб вимірювання тривалості ультракоротких імпульсів ультрафіолетового диапазону: Деклараційний патент на винахід: Україна./ Оселедчик Ю.С., Просвірнін А.Л., Світанько М.В., Кудрявцев Д.П., № 46236А, Заявл. 04. 03. 2002; Опубл. 15. 05. 2002.

8. Кудрявцев Д.П., Світанько М.В., Швець Е.Я., Просвірнін А.Л.,Оселедчик Ю.С., Низковольтні електрооптичні модулятри лазерного випромінення на основі кристала KTiOPO₄ (KTP).//Proceedings of International Conference on Optoelektronic Information Technologies ", 24 - 26 April, 2001, Vinnytsia, Ukraine, P.146.

9. Kudrjavtcev D.P., Oseledchik Yu. S., Prosvirnin A.L., Svitanko N.V., Petrov V.V. The luminescence of strontium tetraborate doped with praseodymium (SrB₄O₇:Pr³⁺), excited with argon - ion laser.//Proceedings of the CV International School - Seminar "Spectroscopy of molecules and crystals".23 - 30 June, 2001, Chernihiv, Ukraine, P.104.

10. Кудрявцев Д.П., Свитанько Н.В. Новый лазерный материал - борат стронция Sr₄B₁₄O₂₅:Pr³⁺ / Труды Второй научной молодёжной школы "Оптика - 2002", 14 - 17 октября, 2002г., Санкт - Петербург, Россия, с.112

11. Кудрявцев Д.П., Свитанько М.В., Просвирнин А.Л.,Оселедчик Ю.С., Измерение длительности ультракоротких импульсов лазерного излучения ультрафиолетового спектрального диапазона./ Труды VIII Всероссийской школы - семинара "Волновые явления в неоднородных средах". 26 -31 мая 2002г., Красновидово, Россия, часть 1, с. 33.

12. Kudrjavtcev D.P., Oseledchik Yu. S., Prosvirnin A.L., Svitanko The spectral - generation properties of new Sr₄B₁₄O₂₅:RE³⁺ (RE³⁺ = Pr³⁺, Nd³⁺, Eu³⁺) crystal.//Proceedings of the CVІ International School - Seminar "Spectroscopy of molecules and crystals".25 May - 1 June, 2003, Sevastopol, Ukraine, P.129.