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論文

A Spectroscopic comparison of samarium-doped LiYF$$_{4}$$ and KY$$_{3}$$F$$_{10}$$

Wells, J. P.*; 杉山 僚; Han, T. P. J.*; Gallagher, H. G.*

Journal of Luminescence, 87-89, p.1029 - 1031, 2000/05

https://doi.org/10.1016/S0022-2313(99)00519-0
 被引用回数：10 パーセンタイル：47.77(Optics)

サイト選択によるレーザー誘起蛍光分光法を、サマリウム元素をドープしたLiYF$$_{4}$$とKY$$_{3}$$F$$_{10}$$結晶に適用し、母結晶の違いによる分光特性の変化を測定した。LiYF$$_{4}$$母結晶の場合には、ほとんどのサマリウム元素が3価のイオンとしてS$$_{4}$$対称のイットリウムのサイトに置換されることが確認された。これに対して、KY$$_{3}$$F$$_{10}$$母結晶の場合には、3価のイオンとして置換される予想とは大幅に異なり、ほとんど2価のイオンとしてC$$_{4u}$$に近似したイットリウムのサイトに置換されることが測定された。これは、フッ素イオンの欠損による電荷補償効果によって、通常の結晶育成法においても形成されることを示す。さらにKY$$_{3}$$F$$_{10}$$母結晶の場合には、150K以下の低温状態において$$^{5}$$D$$_{0}$$第一励起準位を介在した2光子吸収により上準位へ励起された後に、$$^{5}$$D$$_{3}$$、$$^{5}$$D$$_{2}$$、$$^{5}$$D$$_{1}$$準位から基底準位へのアップコンバージョン(500~625nm)光を初めて観測した。

報告書

Crystal growth of Li$$^{10}$$B$$_{3}$$O$$_{5}$$

杉山 僚; Gallagher, H. G.*; Han, T. P. J.*

JAERI-Tech 99-069, p.27 - 0, 1999/09

JAERI-Tech-99-069.pdf:3.15MB

LBO非線形光学結晶は、(B$$_{3}$$O$$_{7}$$)$$^{5-}$$ボレート系陰イオングループによって構成されているので、紫外光領域での高い透過率を示す。結晶の構成元素を同位体で置換すると(B$$_{3}$$O$$_{7}$$)$$^{5-}$$イオンの固有振動数が増加し、透過率はさらに短い波長において高くなると予想される。この結果、従来のLBO結晶に比べて、波長変換が可能となる波長域が広くなると思われる。この特性変化を確認するために、今回$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$を結晶原料に用いて、Li$$^{10}$$B$$_{3}$$O$$_{5}$$結晶の育成を行った。LBOは結晶の育成速度が遅いこと、原料の粘性が高いことからその育成が非常に困難であった。本報告では、原料の調製方法、熱バランスの改善及び育成条件の最適化についてわれわれの行った方法を詳細に記す。

論文

Laser site selective excitation of KY$$_{3}$$F$$_{10}$$ doped with samarium

Wells, T. P. R.*; 杉山 僚; Han, T. P. J.*; Gallagher, H. G.*

Journal of Luminescence, 85, p.91 - 102, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0022-2313(99)00150-7
 被引用回数：31 パーセンタイル：78.17(Optics)

アルゴンガス雰囲気ブリッジマン炉によりサマリウム元素(Sm)を添加したKY$$_{3}$$F$$_{10}$$レーザー結晶を育成したところ、予想に反して無色透明であるはずの結晶が黄色を帯びていた。これを解明するためにサイト選択レーザー分光法を用いて結晶の分光特性を測定した結果、SmはY(イットリア)のサイトに3価だけではなく2価のイオンとして置換されていることが明らかになった。Sm$$^{3+}$$については、46本の遷移レベル(4f)の結晶場解析からSm$$^{3+}$$はC$$_{4v}$$の対称性を持つYと同様の位置に配位することが示された。一方Sm$$^{2+}$$については、156本の遷移レベル(4f$$^{6}$$-4f$$^{5}$$5d)を同定した結果、3つの異なるサイトを占有してYの位置からずれた場所にフッ素イオンの欠損により電荷補償された状態で配位することを指摘した。さらに、Sm$$^{2+}$$の遷移では150K以下の低温領域で、5Dの各レベルを介在したアップコンバージョンが起こることを観測した。

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