Влияние ИК засветки на спектральные зависимости оптического поглощения

Е. C. ХУДЯКОВА, М. Г. КИСТЕНЕВА,
С. М. ШАНДАРОВ, Ю. Ф. КАРГИН1

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

1Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, Москва

ВЛИЯНИЕ ИК ЗАСВЕТКИ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ
В НЕЛЕГИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛАХ СИЛИКАТА ВИСМУТА

Представлены результаты экспериментальных исследований спектральных зависимостей оптического поглощения в нелегированных кристаллах силиката висмута и влияния на эти спектры ИК засветки с длиной волны 1064 нм.

В [1] сообщалось, что кристаллы силиката висмута Bi12SiO20 (BSO) просветляются в спектральном диапазоне 490-900 нм после засветки лазерным излучением ИК диапазона при комнатной температуре.

В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований спектров оптического поглощения в диапазоне 390–1100 нм

Рис. 1. Спектральные зависимости коэффициента поглощения (а) и его изменений (б) в образце BSO (d = 2,64 мм): 1 – в исходном состоянии; 2 – после облучения лазерными импульсами (λ = 1064 нм)

в нелегированных кристаллах BSO и их изменений, вызванных засветкой импульсным лазерным излучением (λ = 1064 нм) со средней интенсивностью
363 мВт/см2 в течение времени от 45 до 60 мин. В экспериментах использовалась серия образцов среза (100), нарезанных из пластин с толщиной от 0,5 до 2,64 мм нелегированного кристалла силиката висмута различного происхождения.

В образце с толщиной
d = 2,64 мм ИК облучение в течение 45 мин приводило к уменьшению поглощения в спектральном диапазоне 480-900 нм (рис. 1а). Спектральная характеристика Dk(l), полученная вычитанием экспериментальных данных для зависимостей 1 и 2 (рис. 1б), имеет резонансный характер с максимумами при l1 = 563 нм и l2 = 700 нм. Малые изменения оптического пропускания в этом образце в спектральном диапазоне l < 480 нм не позволили получить надежные результаты по влиянию ИК облучения в коротковолновой области.

Рис. 2. Спектральные зависимости изменений в коэффициенте поглощения в образце BSO (d = 0,5 мм) после облучения лазерными импульсами (λ = 1064 нм): 1 – в течение 45 мин; 2 – в течение 60 мин

Уменьшение оптического поглощения в спектральном диапазоне 390-410 нм после облучения его лазерными импульсами с длиной волны 1064 нм удалось зафиксировать в тонком образце BSO с толщиной 0,5 мм. Спектральные зависимости изменений в оптическом поглощении в этом образце представлены на рис. 2. Как видно из рис. 2, рост времени облучения образца приводит к увеличению наведенных изменений в оптическом поглощении.

При исследовании различных образцов BSO, нами были обнаружены для них различия в спектральных зависимостях вблизи края оптического поглощения, в спектральном диапазоне 390-500 нм. В результате проведенной численной аппроксимации было получено, что исследованные кристаллы отличаются по значению параметра, характеризующего поведение поглощения вблизи его края в соответствии с известным правилом Урбаха [2]. Экспериментально было получено, что для некоторых из исследованных образцов BSO, имеющих различные значения найденного параметра, не удается зафиксировать влияния на спектры поглощения ИК засветки с использованными характеристиками.

Работа выполнена в рамках Госзадания Минобрнауки РФ на 2012 г. (проект № 7.2647.2011) и при поддержке РФФИ (проект № -Бел_а).

Список литературы

1. Kisteneva M. G., Akrestina A. S., Shandarov S. M., Smirnov S. V. Photo - and thermoinduced changes of the optical absorption in Bi12SiO20 crystals. J. Journal of Holography and Specle. 2009. V.5. P.1-6.

2. Малиновский В. К., Гудаев О. А., Гусев В. А. и др. Фотоиндуцированные явления в силленитах. Новосибирск: Наука, 1990.