СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛАЗЕРНОАКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ TL°VA*99+ В КРИСТАЛЛАХ KCL-TL Советский патент 1996 года по МПК C30B33/00 C30B29/12 

Изобретение относится к области квантовой электроники, к способам создания лазерноактивных центров окраски в щелочно-галоидных кристаллах, и может быть использовано при изготовлении оптических элементов лазеров.

Целью изобретения является упрощение технологии создания Тl^оVa⁺ центров в кристаллах KCl-Тl.

На фиг.1 показано положение полосы свечения кристалла CsI-Тl (кривая 1) и полосы поглощения кристалла KCl-Тl (кривая 2).

На фиг.2 даны спектры поглощения лазерноактивных центров окраски Тl^оVa⁺ в кристаллах KCl-Тl: кривая I для исходного необлученного кристалла; кривая 2 для Тl^оVa⁺, созданных предлагаемым способом; кривая 3 для Тl^оVa⁺ центров, созданных известных способом.

П р и м е р. Образцы KCl-Тl размерами 2х5х8 мм³, 3х10х10 мм³, 2х5х10 мм³, 1х10х10 мм³ закрывают с двух противоположных поверхностей пластинками из монокристаллов CsI-Тl размеры которых соответствуют размерам KCl-Тl. Таким образом создают оптический контакт кристаллов KCl-Тl и CsI-Тl. Такой "бутерброд" заворачивают в алюминиевую фольгу и помещают в поле ионизирующего излучения радиоактивного источника ⁶⁰Со. Экспозиционная доза облучения 5х10⁺ Р, что соответствует максимуму зависимости эффективности образования Тl^оVa⁺ центров от дозы ионизирующего излучения для использованных кристаллов.

Благодаря оптическому контакту кристаллов KCl-Тl и CsI-Тl свет, испускаемый кристаллом CsI-Тl, приводил к оптической ионизации F центров в кристаллах KCl-Тl. После облучения снимают спектр поглощения Тl^оVa⁺ центров в инфракрасной области кристаллов KCl-Тl. Спектр поглощения измеряют на спектрофотометре МР S-50L при температуре 78 К.

Под действием ионизирующего излучения в кристаллах СsI-Тl при комнатной температуре возникает интенсивное свечение (фиг.1, кривая 1), спектральный состав которого перекрывает полосу поглощения F центров в кристаллах KCl-Тl (фиг.1, кривая 2). Кристаллы СsI-Тl, широко используемые в качестве детекторов ионизирующего излучения, являются радиационно стойкими, то-есть не меняют спектрального состава и интенсивности свечения при облучении ионизирующей радиацией в любом дозовом интервале и могут использоваться многократно. Сцинтилляционные детекторы имеют высокий энергетический выход излучения при облучении ионизирующей радиацией.

Эффективность создания Тl^оVa⁺ центров окраски от дозы в поле ионизирующей радиации и света имеет вид кривой с максимумом. Положение максимума определяется процессами взаимного преобразования радиационных дефектов (электронных и дырочных центров окраски) и зависит от предистории кристалла, от способа выращивания концентрации примеси, чистоты исходных солей. Содержание таллия в кристаллах KCl-Тl составляет от 0,1 дол 2 мас. в шихте. Экспериментально определенный интервал доз γ -облучения от ⁶⁰Со соответствует 10⁶ 10⁸ Р.

Как видно из фиг.2, после облучения кристаллов KCl-Тl предлагаемым способом возникает полоса поглощения Тl^оVa⁺ центров с максимумом при 1,05 мкм.

По сравнению с известным в предлагаемом способе создания Тl^оVa⁺ центров не требуется охлаждения кристаллов до низких температур. Вследствие этого исключаются устройства для охлаждения кристаллов до низких температур и защиты поверхности кристалла от атмосферной влаги. Предлагаемый способ упрощает, по сравнению с известным технологию создания Тl^оVa⁺ центров за счет того, что вместо двух разделенных во времени операций облучение ионизирующим излучением и последующее облучение светом воздействие ионизирующего излучения и облучение светом осуществляются одновременно. В предлагаемом способе исключаются устройства для подведения света непосредственно к облучаемому ионизирующей радиацией кристаллу и средства их радиационной защиты.

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛАЗЕРНОАКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ TL°VA⁺ В КРИСТАЛЛАХ KCL-TL, включающий облучение кристаллов ионизирующим излучателем при комнатной температуре и облучение светом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии создания Tl⁰ Va⁺ центров, в качестве ионизирующего излучения используют гамма-излучение, и в качестве источника света - кристаллы CsI-Tl, которые предварительно приводят в оптический контакт с кристаллами KCl-T и одновременно с ними облучают гамма-излучением.

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛАЗЕРНОАКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ Tl^°Va⁺ В КРИСТАЛЛАХ KCl-Tl, включающий облучение кристаллов ионизирующим излучателем при комнатной температуре и облучение светом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии создания Tl⁰ Va⁺ центров, в качестве ионизирующего излучения используют гамма-излучение, и в качестве источника света кристаллы CsI Tl, которые предварительно приводят в оптический контакт с кристаллами KCl T и одновременно с ними облучают гамма-излучением.