Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Энергетика Актиониды в кристаллической решетке
просмотров - 88

У атомов элементов группы актинидов неспаренные электроны 5f-оболочек частично экранированы от кристаллической решетки матрицы внешними 6s- и 6p-электронами. Правда, эта экранировка не такая эффективная, как у 4f-электронов редкоземельных элементов. В этой группе лазерный эффект наблюдался у элементов с наибольшим временем радиоактивного распада, а именно у тория и урана, причем впервые на кристалле CaF2, активированном U3+.

На рис.7 изображены характеристические уровни энергии этого кристалла. Вынужденное испускание происходит на длинœе волны l=2,61 мкм при переходе из состояния 4I11/2-мультиплета в состояние 4I9/2-мультиплета. Нижнее лазерное состояние лежит выше основного на величину DЕ=0,075 эВ и при охлаждении до 100 К можно получить четырёхуровневый лазер.

Е, эВ

1,5

4I15/2

1,0 4I13/2

Излучение накачки ксеноновой лампы

4I11/2

0,88 …0,92 мкм

0,5 2,613 мкм

4I9/2

Рис.7. Диаграмма энергетических уровней иона U3+ в CaF2

Верхнее лазерное состояние в 4I11/2-мультиплете метастабильно, время жизни на нём составляет 130 мкс. При этом при повышенных температурах возникают также безызлучательные переходы, так что, к примеру, при температуре 300 К время жизни составляет всœего 15 мкс. При 77 К ширина линии этого перехода Df=6*1011 Гц. При условии, что в лазере длиной 3 см теряется 5% мощности, a=0,008 см-3 и для возникновения генерации необходима инверсная разность населённости Dn=7*1014 см-3.

Такую систему достаточно эффективно возбуждать в области длин волн от 0,88 мкм до 0,92 мкм. В этом диапазоне имеется 3 полосы поглощения. Для оптической накачки используются ксеноновые лампы. При высоком квантовом выходе флуоресценции пороговая мощность накачки по флуоресценции составляет Pf /V = 1,2 Вт/см3.

Эта величина ещё меньше, чем в CaWO4, активированном неодимом. Правда, в случае использования Nd3+ излучение накачки поглощается намного сильнее, чем в случае с U3+ и в обеих системах требуется примерно одинаковая мощность накачки.


Читайте также


  • - Актиониды в кристаллической решетке

    У атомов элементов группы актинидов неспаренные электроны 5f-оболочек частично экранированы от кристаллической решетки матрицы внешними 6s- и 6p-электронами. Правда, эта экранировка не такая эффективная, как у 4f-электронов редкоземельных элементов. В этой группе лазерный... [читать подробенее]