Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

01.04.05 - оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Активные среды перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов структуры кольквиирита, тисонита и шеелита, активированных редкоземельными ионами

СЕМАШКО В.В.

Казань - 2009

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории магнитной радиоспектроскопии и квантовой электроники ГОУВПО «Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина»

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, чл.-корр. РАН, проф. Басиев Тасолтан Тазретович

доктор физико-математических наук, проф. Фишман Александр Израилович

доктор физико-математических наук Андрианов Сергей Николаевич

Ведущая организация: Институт лазерной физики Научно-производственной корпорации "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова"

Защита состоится « 18 » июня 2009 г. в 14 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.081.07 при ГОУВПО «Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина» по адресу: 420008, г.Казань, ул.Кремлевская, д.18

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского Казанского государственного университета

Автореферат разослан «_____»_______________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Камалова Дина Илевна

1. Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Тенденция использования в передовых высокотехнологических процессах когерентного излучения с всё более короткими длинами волн требует направленного поиска материалов для приборов квантовой электроники и оптических систем ультрафиолетового (УФ) и вакуумно-ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов спектра. В частности, источники когерентного УФ излучения и новые материалы для УФ диапазона востребованы в инновационных технологиях фотолитографии, в атмосферных и аэрокосмических исследованиях, прецизионной микрообработке материалов, фотохимии, биологии, медицине, в элементах нанотехнологий и фотонике. По этим причинам подобные исследования и разработки признаны приоритетными, пользуются государственной поддержкой в странах Европейского Союза, США, Японии, Китая, в ряде наиболее интенсивно развивающихся стран и полностью соответствуют приоритетным направлениями развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (РФ) [1], а неизбежно разрабатываемые в процессе таких исследований технологии получения новых кристаллических материалов со специальными или прогнозируемыми свойствами подпадают под класс технологий, признанных в РФ критическими [2].

Несмотря на то, что в настоящее время лазерное излучение принципиально может быть получено практически в любом участке спектра от ВУФ до среднего ИК диапазонов, не везде удаётся обеспечить требуемые от него энергетические, спектральные и пространственные характеристики. Кроме того, методы его получения оказываются зачастую низкоэффективными, реализационно- и эксплуатационно-сложными и поэтому малопригодными для практического использования. К таким «проблемным» участкам спектра относятся УФ и ВУФ диапазоны.

В настоящее время мощное лазерное излучение на фиксированных длинах волн в УФ и ВУФ диапазонах реализуется с использованием газовых сред. В частности применяются газообразные водород, фтор, азот, благородные газы и их эксимерные и эксиплексные смеси (смеси благородного газа и газообразных галогенов). Эти лазеры хотя и обладают высокими энергетическими характеристиками, «качество» генерируемого излучения (его пространственные характеристики: расходимость и однородность пучка), а также невозможность изменения частоты излучения ограничивают возможность их использования в технологических процессах [3].

Для получения перестраиваемого по частоте УФ лазерного излучения обычно используют методы нелинейного преобразования частоты излучения серийных перестраиваемых лазеров видимого и ИК диапазонов [3]. Достигаемые при этом мощности излучения, конечно, уступают соответствующим мощностям эксимерных лазеров, но этот недостаток частично компенсируется значительно лучшими пространственными характеристиками. К сожалению, такие системы оказываются чрезвычайно громоздкими, сложными в настройке и требуют для своей эксплуатации персонала соответствующей квалификации. Кроме того, они не отличаются высокой долговременной стабильностью выходных спектральных и энергетических характеристик, а также не позволяют без кардинальной перестройки всей архитектуры лазерной системы наращивать выходную мощность генерируемого излучения.

Альтернативным и в то же время очевидным способом, позволяющим реализовывать перестраиваемое лазерное излучение непосредственно в УФ и ВУФ диапазонах спектра с желаемыми характеристиками и при этом одновременно избежать большинства вышеперечисленных недостатков, является использование в качестве рабочих лазерных переходов межконфигурационных 4fn-15d-4fn переходов редкоземельных ионов (РЗИ) в кристаллах. Главным преимуществом лазеров такого типа является простота оптической схемы в совокупности с вышеупомянутой возможностью формирования пространственных, спектральных, временных и прочих характеристик лазерного излучения непосредственно в УФ диапазоне спектра. Кроме этого, обнаружение УФ и ВУФ активных сред решает проблему усиления импульсов УФ/ВУФ когерентного излучения пико- и фемтосекундных длительностей и получения сверхмощных лазерных импульсов в этих спектральных областях. Немаловажными являются также и другие широко известные эксплуатационные преимущества (высокая концентрация активных частиц и связанный с этим высокий удельный энергосъем излучения, компактность, высокие теплофизические характеристики и пр.), присущие твердотельным активным средам по сравнению с активными средами на основе других агрегатных состояний вещества.

Однако несмотря на кажущуюся простоту реализации твердотельных лазеров УФ и ВУФ диапазона спектра до исследований, составляющих суть настоящей работы, были известны только три активированных кристаллических материала, способных генерировать лазерное излучение в указанных спектральных областях. При этом осуществить перестройку длины волны лазеров на основе этих активных сред оказалось практически невозможным. Эффективность лазерной генерации в лучшем случае составляла несколько процентов, и, что самое главное, наблюдалась деградация их лазерных и оптических характеристик в процессе работы. Все эти факторы предопределили отсутствие к этим активным средам интереса как у специалистов-исследователей, так и производителей лазерной техники. Фактически до момента первых наших публикаций в начале 90-х годов ХХ века данное направление исследований представлялось малоперспективным. Причиной такого пессимизма являются процессы, протекающие в активированных кристаллах под действием излучения накачки: поглощение из возбуждённых состояний, образование центров окраски (соляризация), изменение валентности активаторных ионов, фоторефрактивный эффект (изменение показателя преломления материала под действием оптического излучения) и т.п. Именно они обуславливают низкие энергетические, спектральные и другие эксплуатационные характеристики лазеров на 4fn-15d-4fn переходах редкоземельных ионов в кристаллах, или даже полностью исключают саму возможность возбуждения УФ/ВУФ лазерной генерации.

Таким образом, поисковые исследования новых активных сред на основе активированных фторидных кристаллов, использующих в качестве рабочих межконфигурационные 4fn-15d-4fn переходы редкоземельных ионов, являются актуальными, а их результаты имеют фундаментальное и прикладное значение.

Целью работы является создание высокоэффективных активных сред для перестраиваемых лазеров ультрафиолетового диапазона на основе фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами, и исследование их спектрально-кинетических и лазерных свойств.

Научная новизна и практическая ценность

Исследования, составившие суть настоящей работы, стимулировали развитие целого научного направления, ориентированного на поиск новых твердотельных активных сред УФ и ВУФ диапазона на основе 5d4fn-1-4fn переходов ионов лантаноидов в кристаллах. Ранее, до 1991 года, большинством исследователей это направление считалось малоперспективным, и число публикаций, связанных с изучением свойств межконфигурационных переходов РЗИ в кристаллах, не превышало несколько единиц в год. Ситуация кардинально изменилась после обнародования первых результатов исследований твердотельных активных сред - кристаллов LiCaAlF6:Ce3+, LiLuF4:Ce3+ и LaF3:Nd3+, и в последующие годы ни одна из конференций, посвященных спектроскопии кристаллов или физике лазеров, не обходилась без докладов, прямо или косвенно затрагивающих вопросы создания новых твердотельных активных сред УФ и ВУФ диапазона спектра. В частности, активизировались экспериментальные и теоретические исследования высокоэнергетичных электронных состояний смешанных конфигураций редкоземельных ионов в широкозонных кристаллах, интенсивно развивалась спектроскопия возбуждённых состояний, совершенствовались методы интерпретации результатов лазерных экспериментов. Кроме того, эти исследования инициировали разработку новых и совершенствование известных технологий выращивания кристаллов высокой химической чистоты и высокого оптического качества, дали старт инновационным проектам в нескольких странах мира и даже побудили одного из ведущих производителей лазерной техники - компанию Lambda Physik, создать прототип и начать производство перестраиваемого лазера УФ диапазона спектра на основе кристалла LiCAF:Ce [5]. В настоящее время большинство ведущих лабораторий, занимающихся УФ спектроскопией кристаллических материалов и физикой твердотельных лазеров, имеют в своём распоряжении лазеры на основе активных сред, которые были созданы в результате представляемых в данной диссертации исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование межконфигурационных 5d4fn-1-4fn переходов трёхвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы, позволяет создать высокоэффективные перестраиваемые твердотельные лазеры УФ и ВУФ диапазона спектра.

2. При поиске новых сред для твердотельных перестраиваемых лазеров УФ диапазона предпочтение следует отдавать:

- диэлектрическим кристаллам с максимально возможной шириной запрещённой зоны и малой вероятностью ступенчатой (через промежуточное состояние) ионизации активаторных ионов,

- кристаллам, в которых минимизировано число дефектов кристаллической решётки,

- активированным кристаллам с высокими скоростями процессов рекомбинации фотоиндуцированных носителей заряда.

3. Кристалл LiCaAlF6:Ce3+ и соактивированный ионами Yb3+ кристалл LiLuF4:Ce3+ являются эффективными активными средами для лазеров и оптических усилителей УФ диапазона, а кристалл LaF3:Nd3+- эффективной активной средой ВУФ диапазона.

4. Соактивация ионами Yb3+ подавляет процессы соляризации в кристаллах LiLuF4:Ce3+ и существенно улучшает лазерные характеристики активной среды на его основе.

5. На межконфигурационных 5d-4f переходах ионов Ce3+ в кристаллах LiCaAlF6:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+ реализовано эффективное усиление и генерация импульсов УФ лазерного излучения сверхкороткой длительности.

Достоверность положений и результатов диссертации, выносимых на защиту, обеспечена тщательным планированием и постановкой экспериментов, хорошим согласованием теоретических расчетов и экспериментальных результатов, а также подтверждена их многократным воспроизводством в ведущих научно-исследовательских лабораториях и университетах мира.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 66 статьях в журналах и сборниках (из них 33 имеются в перечне ВАК). Общее число работ по теме диссертации, включая опубликованные отчёты, тезисы докладов, заявки на изобретения и патенты, составляет 146 публикаций. Перечень наиболее значимых публикаций по теме диссертации приведён в конце автореферата.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены в виде устных и стендовых докладов на 62 международных, 4 всероссийских и 3 региональных конференциях и симпозиумах: V Международной конференции "Перестраиваемые лазеры" (Иркутск, СССР,1989); IV Всесоюзной конференции «Оптика лазеров» (Ленинград, СССР, 1990); OSA Advanced Solid-State Lasers (Santa Fe, New Mexico, USA,1992; Memphis, Tennesse, USA, 1995; San-Francisko, California, USA, 1996; Orlando, Florida, USA, 1997); Advanced Solid-State Lasers and Compact Blue-Green Lasers (New Orleans, Louisiana, USA, 1993; Salt Lake City, Utah, USA, 1994), 18-th International. Quantum Electronics Conference (Vienna, Austria, 1992);Tenth International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics (Paris, France, 1992); 4-th International Conference on Laser Applications in Life Sciences (Jyvaskyla, Finland, 1992); International Conference "Laser Optics” (S.-Petersburg, Russia, 1993; 2000; 2006); International Conference on Luminescence (Storrs, CT, USA, 1993); International Conference of Lasers and Electro-optics (CLEO) (Baltimore, Maryland, USA, 1993;1995; 1997; 2001), ( San-Francisko, California, USA, 1994; 1996; 1998; 2000);Fall Meeting of Materials Research Society (Boston, Massachusetts, 1993); XXVII-th Congress Ampere, Magnetic Resonance and Related Phenomena (Kazan, Russia, 1994); International Conference on Ultrafast Phenomena (Dana Point, CA, USA, 1994); Interdisciplinary Laser Science Conference (ILS-X) (Dallas, Texas, 1994);(ILS-XIII) (Long Beach, California, 1997); Conference on Lasers and Electro-optics/Pacific Rim (CLEOPR) (Chiba, Japan 1995; Makuhari, Japan, 1997); International Laser, Lightwave and Microwave Conference (ILLMC'95) (Shanghai, China, 1995); X-XII Feofilov Symposium on Speсtroscopy of Crystals Activated by Rare Earth and Transitional ions (S.-Petersburg, Russia, 1995; Kazan, Russia, 2001; Ekaterinburg-Zarechnyi, Russia, 2004; Irkutsk, Russia, 2007); Quantum Electronics and Laser Science Conference (Anaheim, California, USA, 1996); CLEO/Europe' 96 Conference (Hamburg, Germany, 1996); II республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов (Казань, Россия, 1996); Gr-I International Conference on New Laser Technologies and Applications (Ancient Olimpia, Greece, 1997; Patras, Greece, 2002); Fourth International Workshop on Femtosecond Technology FEST '97 (Tsukuba, Japan, 1997); Ultrafast Optics Conference (IEEE) (Monterey, California, 1997); Photon Echo and Coherent Spectroscopy (PECS'97) (Yoshkar-Ola, Russia, 1997); X симпозиуме по Химии Неорганических Фторидов (Москва, Россия, 1998); International Conference on LASERS'98 (Tucson, AZ, USA, 1998; Albuquerque, NMO, USA, 2000); VIII International Readings on Quantum Optics (IRQO'99) (Kazan, Russia, 1999); Conference sur les proprietes de luminescence des materiaux isolants,organisee par la Societe Francaise du Vide ILUM'99 (Lyon, France, 1999); 10th Recontres Regionales de la Recherche (Grenoble, France, 1999); IX Национальная конференция по росту кристаллов (Москва, Россия, 2000); 4-th and 6-th International Conferences on f-elements (Madrid, Spain, 2000; Wrocіaw, Poland, 2006); International Conference on Pulse Laser (Tomsk, Russia, 2001); International Conferences on Dynamical Processes in Excited State in Solids (Lyon, France, 2001; Chrischirch, New Zeland, 2003; Segovia, Spain, 2007); International Quantum Electronics Conferences IQEC-2002 (Moskow, Russia, 2002); Научных конференциях НОЦ КГУ (REC-007) «Материалы и технологии XXI века» (Казань, Россия, 2002-2008); Чтениях им.Е.К.Завойского (Казань, Россия, 2003); US-Russia Partnership Workshop (St.-Peterburg, Russia, 2004); II International Conference “Frontiers of nonlinear physics” FNP'2004 (Nizhny-Novgorod-St.Peterburg, Russia, 2004); VII-XII Международных молодежных научных школах «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, Россия, 2003-2008); Ninth International Conference on Hole Burning, Single Molecule and Related Spectroscopies: Science and Applications (Aussois ,France, 2006); XII Conference on Laser Optics, Laser Optics for Young Scientists (LOYS'2006) (St.Peterburg, Russia, 2006); International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO) collocated with International Conference on Lasers, Applications, and Technologies (LAT) (St.-Peterburg, Russia, 2005; Minsk, Belarus, 2007).

Личное участие. Диссертация является итогом более 20-летней работы автора и коллектива научно-исследовательской лаборатории радиоспектроскопии и квантовой электроники Казанского государственного университета (НИЛ МРС и КЭ КГУ) по тематике, связанной с использованием межконфигурационных 4fn-15d-4fn переходов редкоземельных ионов для усиления и генерации лазерного излучения в УФ и ВУФ областях спектра. Наибольший вклад в успешное продвижение исследований по данной тематике внесли, по мнению автора, Дубинский М.А., Наумов А.К., Абдулсабиров Р.Ю. и Кораблёва С.Л. Помимо сотрудников КГУ в части работ принимали участие учёные из Греции, Франции, Японии и США. Все участники исследований являются соавторами публикаций по теме диссертации. Личный вклад автора заключается

· в постановке задач по проблемам преодоления влияния индуцированных излучением накачки динамических процессов в активированных кристаллах с целью создания новых эффективных кристаллических активных сред лазеров УФ и ВУФ диапазонов;

· в проведении спектроскопических исследований фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами в области их 4fn-15d-4fn межконфигурационных переходов (часть исследований выполнялась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С., Марисовым М.А. и Нуртдиновой Л.А., кристаллические образцы для исследований были изготовлены Абдулсабировым Р.Ю. и Кораблёвой С.Л.);

· в разработке методик лазерно-спектроскопических экспериментов, приведённых в диссертации (при постановке методики автор консультировался с Дубинским М.А и Наумовым А.К.);

· в предложении и реализации кристаллохимического способа подавления процессов соляризации фторидных кристаллов, активированных редкоземельными ионами и улучшения лазерных характеристик активных сред на их основе (выращивание кристаллов осуществлялось Абдулсабировым Р.Ю., Кораблевой С.Л., Марисовым М.А. и Гордеевым Е.Ю., часть исследований оптических свойств образцов в режиме интенсивного возбуждения проводилась совместно с Наумовым А.К., Низамутдиновым А.С. и Марисовым М.А.);

· в постановке и проведении «pump-probe» экспериментов и экспериментов, направленных на достижение эффекта лазерной генерации, их интерпретации и обобщении полученных результатов в публикациях (часть «pump-probe» экспериментов проводилось совместно с Наумовым А.К. и Низамутдиновым А.С., часть исследований лазерных характеристик - совместно с Наумовым А.К. и Дубинским М.А., при интерпретации результатов лазерных тестов автор консультировался с Малкиным Б.З.).

Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка наиболее значимых публикаций по теме диссертации и списка цитируемой литературы. Объём диссертации составляет 231 страницу машинописного текста, включая 106 иллюстраций и 9 таблиц. Список наиболее значимых публикаций по теме диссертации состоит из 66 наименований, а список цитируемой литературы - из 291 наименования.

2. Основное содержание диссертации

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель работы, приводится общее описание работы, положения, выносимые на защиту, сведения об апробации, личный вклад автора, а также краткое содержание диссертации.

В первой части главы 1 приводится обзор и анализ свойств разрешённых по чётности межконфигурационных 4fn-15d-4fn переходов трёхвалентных ионов лантаноидов с точки зрения возможности их использования для усиления и генерации вынужденного излучения в УФ и ВУФ диапазонах спектра. В частности, рассматриваются схема электронных состояний трёхвалентных редкоземельных ионов, закономерности её изменения при внедрении ионов в кристаллическую матрицу, вероятности электронных переходов между различными состояниями ионов и переходов с переносом заряда. Обосновывается выбор ионов Ce3+, Pr3+ и Nd3+ в качестве наиболее перспективных активаторов широкозонных диэлектрических кристаллов для возбуждения перестраиваемого по частоте вынужденного излучения УФ и ВУФ диапазонов. Приводится информация о структуре энергетических состояний этих ионов в различных кристаллических матрицах.

Во второй части главы 1 анализируется влияние индуцированных излучением накачки фотодинамических процессов (ФДП) в активированных кристаллах на возможность получения на 4fn-15d-4fn межконфигурационных переходах ионов лантаноидов стимулированного УФ и ВУФ излучения. На примере ионов Ce3+ в диэлектрических кристаллах показано, что причиной возникновения ФДП, препятствующих эффективной лазерной генерации на его 5d-4f переходах, является ступенчатая, через промежуточное возбуждённое 5d-состояние, двухфотонная ионизация активаторных ионов. Рассматривается модель индуцированных излучением возбуждения процессов в церий-активированных материалах, включающая в себя поглощение из возбуждённых 5d-состояний ионов Сe3+ излучения накачки и излучения лазерной генерации, изменение валентности активаторных ионов, образование, накопление и деструкцию центров окраски. Продемонстрировано, что наряду с объективными факторами, одной из основных причин, определяющих отсутствие успеха при попытках реализовать эффект УФ лазерной генерации, является недостаточный учёт последствий ФДП при проведении исследований. Предлагается скорректировать методики проведения лазерных тестов и «pump-probe»-экспериментов при работе с твердотельными УФ активными средами.

Сформулированы критерии, которыми следует руководствоваться при поисковых исследованиях новых активных материалов для УФ/ВУФ твердотельных лазеров. В частности, предлагается осуществлять лазерные тесты новых перспективных активных сред, начиная с максимально допустимых скоростей накачки, с тем, чтобы преодолеть область энергий возбуждения, в которой лазерная генерация может оказаться нестабильной или вообще не может быть получена из-за процессов образования и накопления центров окраски. Установлено, что при поиске новых УФ/ВУФ активных сред предпочтение следует отдавать диэлектрическим кристаллам с максимально возможной шириной запрещённой зоны и малой вероятностью ступенчатой (через промежуточное состояние) ионизации активаторных ионов. Следующим по значимости критерием является малое число образующихся при выращивании кристаллов дефектов кристаллической решётки и высокие скорости рекомбинации свободных зарядов.

Последующие главы диссертации на конкретных примерах демонстрируют обоснованность сделанных в Гл.1 выводов и результативность предлагаемых методов.

Так глава 2 посвящена исследованию оптических и лазерных свойств кристалла LiCaAlF6:Ce3+ (LiCAF:Ce), обладающего, по некоторым данным, наибольшей шириной запрещённой зоны среди известных материалов и связанной с этим низкой вероятностью фотоионизации ионов Ce3+. Указывается, что особый интерес к этому кристаллу продиктован возможностью осуществлять его накачку излучением четвёртой гармоники лазера на YAG:Nd и тем самым реализовать практически ценную цельнотвердотельную лазерную систему, генерирующую перестраиваемое когерентное излучение в УФ диапазоне спектра.

В начале главы рассматриваются вопросы, связанные с активацией этих кристаллов трёхвалентными редкоземельными ионами, для которых кристаллическая матрица кольквиирита (LiCaAlF6) не имеет изоморфной катионной позиции. Приводятся модели примесных центров, образованных этими ионами, и обсуждаются особенности спектрально-кинетических характеристик ионов Сe3+ в этих кристаллах. В частности, показано, что при активации кристаллов кольквиирита ионами Ce3+ образуется три основных структурно-неэквивалентных активаторных центра, обменивающихся друг с другом энергией возбуждения и отличающихся спектрами люминесценции. Реализован новый метод разделения сложных спектров люминесценции, представляющих собой сумму широких перекрывающихся полос, принадлежащих разным типам активаторных центров. Определены индивидуальные спектры люминесценции каждого из трёх типов обнаруженных цериевых центров, определены их веса в суммарном спектре люминесценции кристалла LiCAF:Ce. Показано, что спектрально-кинетические характеристики кристаллов LICAF:Ce могут быть изменены кристаллохимическим путём.

Далее приводятся результаты исследований усилительных характеристик кристаллов LiCAF:Ce, которые показывают, что этот кристалл обладает уникальной фотохимической устойчивостью по отношению к УФ излучению накачки, характеризуется высокими сечениями вынужденных переходов и способен усиливать УФ излучение в области длин волн 280-330 нм.

В конце главы 2 приводятся результаты исследования лазерных характеристик кристалла LiCAF:Ce при его накачке излучением четвертой гармоники лазера на YAG:Nd. Анализируются факторы, ограничивающие его энергетические характеристики. Показано, что кристаллохимическим путём удаётся достигнуть дифференциального КПД лазерной генерации ?43% и осуществить перестройку частоты генерируемого излучения в области 280-317 нм (рис.1).

В главе 3 рассматриваются вопросы влияния химического состава матрицы на спектроскопические, фотохимические и лазерные характеристики кристаллов двойных фторидов структуры шеелита - LiMeF4:Ce3+, где Me=Y и Lu.

Показано, что переход от кристаллов LiYF4:Ce3+ (YLF:Ce) к кристаллам LiLuF4:Ce3+ (LLF:Ce) не приводит к значительным изменениям в спектрах поглощения и люминесценции ионов, но позволяет существенно улучшить спектрально-люминесцентные характеристики 5d-4f переходов ионов Ce3+ и улучшить фотохимическую устойчивость кристаллов по отношению к резонансному 4f-5d переходам ионов Ce3+ УФ излучению накачки. В частности, установлено, что при возбуждении в области длин волн 213-290 нм квантовый выход 5d-4f люминесценции ионов Ce3+ в кристалле LLF оказывается вдвое выше, чем в YLF, и это сказывается впоследствии на усилительных и лазерных характеристиках этих материалов.

Приводятся результаты исследований кинетик 5d-4f люминесценции ионов Ce3+ в этих кристаллах при различных условиях возбуждения, и на их основе объясняются причины наблюдаемых отличий в квантовых выходах люминесценции и различной фотохимической устойчивости этих кристаллов по отношению интенсивному УФ излучению накачки.

Далее описан механизм предложенного и успешно реализованного кристаллохимического способа подавления процессов соляризации УФ активных сред излучением накачки, заключающегося в соактивации кристаллов ионами, которые вследствие своих физико-химических свойств могут создать дополнительные каналы рекомбинации индуцированных свободных зарядов обоих знаков, конкурирующие с процессами их захвата ловушками. Обоснован выбор в качестве одного из таких ионов-ингибиторов трёхвалентного иона Yb3+. Показана эффективность такого выбора и определена оптимальная концентрация ионов Yb3+.

Приведены результаты исследований нелинейного поглощения излучения накачки в кристаллах YLF:Ce и LLF:Ce. На основании этих данных и данных спектрально-кинетических исследований установлено, что ионы Lu3+ способствуют рекомбинации индуцированных излучением накачки свободных носителей заряда и обеспечивают тем самым эффективную «подпитку» 5d-состояний ионов Ce3+, тогда как в кристаллах YLF:Ce энергия накачки накапливается в виде светосуммы на дефектах кристаллической решётки, порождая центры окраски.

В конце главы 3 приводятся результаты исследования усилительных характеристик кристаллов LLF:Ce, YLF:Ce, а также LLF:Ce, соактивированных ионами Yb3+. Показано, что доминирующим среди индуцированных излучением накачки потерь в области длин волн 5d-4f люминесценции ионов Ce3+ является поглощение центров окраски, а не поглощение из возбуждённых 5d-состояний ионов Сe3+. Продемонстрирована эффективность кристаллохимического метода для уменьшения этих потерь. Определены основные параметры, от которых зависят усилительные характеристики исследуемых кристаллов.

В заключение главы приведены результаты сравнительных исследований кристаллов LiYF4:Ce3+, LiLuF4:Ce3+ и LiLu1-xYbxF4:Ce3+ (х = 0, 1, 5 и 10 ат.%) в режиме лазерной генерации при их накачке излучением эксимерного KrF-лазера. Показано, что максимальный диапазон перестройки длины волны генерации реализуется в лазере на основе кристалла LLF:Ce и составляет 304-333 нм. Продемонстрировано, что при соактивации кристаллов LLF:Ce ионами Yb3+ в концентрации 1 ат.% дифференциальный КПД лазерной генерации в неселективном резонаторе достигает рекордного числа для активных сред, использующих в качестве рабочих лазерных переходов 5d-4f межконфигурационные переходы РЗИ в кристаллах, равного 62% (рис.2).

Кроме того, приводится описание нового метода определения коэффициента динамических внутрирезонаторных потерь непосредственно в условиях лазерной генерации. Показано, что лазерные тесты могут служить не только для демонстрации лазерных возможностей активной среды, но и в качестве мощного исследовательского инструмента для определения параметров, от которых зависят лазерные характеристики активных сред (включая параметры индуцированных накачкой ФДП). Представлены результаты оценок значений этих параметров.

В главе 4 приводятся результаты исследований возможности создания перестраиваемых УФ и ВУФ лазеров на основе межконфигурационных 5d4fn-1-4fn переходов ионов Ce3+, Pr3+ и Nd3+ в кристаллах LiYF4 (YLF) и LiLuF4(LLF) с использованием апконверсионной накачки.

В начале главы обсуждаются основные идеи и формулируются критерии выбора схемы апконверсионной накачки состояний смешанной 4fn-15d1 конфигурации этих ионов. Далее приводятся результаты исследования спектрально-кинетических и усилительных характеристик кристаллов YLF и LLF, активированных ионами Nd3+ при апконверсионном возбуждении излучением второй и третьей гармоники лазера на YAG:Nd. Показано, что значения параметров переходов таковы, что наблюдение оптического усиления на 4f25d-4f3 переходах ионов Nd3+ в этих кристаллах при данной схеме апконверсионного возбуждения маловероятно.

В следующих параграфах главы рассматриваются вопросы получения вынужденного излучения на межконфигурационных 4f5d-4f2 переходах ионов Pr3+ в кристаллах YLF и LLF как в случае резонансного, так и апконверсионного способа создания инверсной населённости состояний 4f5d-конфигурации активаторного иона. Показано, что из-за сильной соляризации кристаллов, активированных ионами Pr3+ УФ излучением возбуждения, наиболее перспективным с точки зрения осуществления эффекта лазерной генерации, представляется способ апконверсионной накачки. Обсуждаются несколько схем такой накачки, приводятся результаты исследований спектрально-кинетических характеристик, а также результаты исследований оптических свойств возбуждённых кристаллов YLF:Pr и LLF:Pr. Показано, что основным фактором, препятствующим возбуждению стимулированного УФ излучения на межконфигурационных переходах ионов Pr3+ в кристаллах двойных фторидов со структурой шеелита, оказывается поглощение из возбуждённого состояния 4f5d-конфигурации.

В заключение главы рассматривается возможность осуществления лазерной генерации на межконфигурационных 5d-4f переходах ионов Ce3+ с использованием апконверсионных схем накачки. Приводятся результаты спектрально-кинетических исследований и pump-probe экспериментов кристаллов LLF с двойной активацией ионами Pr3+ и Сe3+. Показано, что при использовании ионов Pr3+ в качестве сенсибилизатора такой лазер может быть создан при условии повышения концентрации примесных ионов в кристаллах LLF. лантаноид диэлектрический кристалл лазерный

Глава 5 посвящена исследованиям лазерных характеристик первого в мире твердотельного лазера ВУФ диапазона с оптической накачкой. В качестве активной среды этого лазера использовался кристалл LaF3:Nd3+, а в качестве рабочих лазерных переходов - межконфигурационные 5d4f2-4f3 переходы ионов Nd3+. Показано, что при накачке этого кристалла излучением импульсного F2-лазера (л=157 нм) дифференциальный КПД лазерной генерации с длиной волны 172 нм составил 21 % (рис.3).

В главе 6 рассматриваются аспекты практического применения исследованных твердотельных активных сред в качестве усилителей и генераторов импульсов УФ излучения ультракороткой длительности. В первой части главы показана перспективность использования таких сред для усиления импульсов УФ излучения длительностью несколько пикосекунд и генерации одиночных импульсов или цуга импульсов субнаносекундной длительности (рис.4 и рис.5).

Во второй части приводятся результаты экспериментов, направленных на получение перестраиваемого лазерного излучения в области длин волн 223-232 нм путём использования техники нелинейного суммирования частот излучения твердотельных лазеров УФ диапазона спектра. Кроме этого, приводятся некоторые альтернативные используемым ранее способы накачки твердотельных активных сред УФ диапазона.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

Наиболее существенные результаты диссертации заключаются в следующем:

- Показана возможность создания высокоэффективных перестраиваемых твердотельных лазеров УФ и ВУФ диапазонов спектра на основе межконфигурационных 5d4fn-1-4fn переходов трёхвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы.

- Проанализировано влияние индуцированных излучением накачки фотодинамических процессов на возможность оптического усиления излучения УФ и ВУФ диапазонов и достижения эффекта УФ и ВУФ лазерной генерации на 4fn-15d-4fn межконфигурационных переходах ионов лантаноидов в кристаллах. Установлены ключевые факторы этих процессов, сформулированы критерии отбора активированных материалов, и разработаны рекомендации, которыми следует руководствоваться при поисковых исследованиях новых активных кристаллических сред для УФ/ВУФ твердотельных лазеров.

- Впервые обнаружены и комплексно исследованы две новые, обладающие наибольшей эффективностью среди существующих, активные среды для устройств квантовой электроники УФ диапазона на основе кристаллов LiCaAlF6:Ce3+ и LiLuF4:Ce3+.

- Впервые реализован твердотельный лазер ВУФ диапазона с оптической накачкой на основе кристалла LaF3:Nd3+.

- Впервые показана перспективность использования обнаруженных твердотельных УФ активных сред для усиления импульсов УФ излучения длительностью несколько пикосекунд и генерации одиночных импульсов или цуга импульсов субнаносекундной длительности.

- Предложен и реализован кристаллохимический метод подавления процессов соляризации твердотельных УФ активных сред, имеющих место при их накачке, и с его помощью достигнут рекордный, близкий к теоретическому пределу дифференциальный КПД УФ лазерной генерации на кристалле LiLu0.99Yb0.01F4:Ce3+, составивший 62%.

- Разработан новый метод исследования динамических процессов, протекающих в активных средах в режиме лазерной генерации. В частности, разработана методика определения внутрирезонаторных потерь, нелинейным образом зависящих от энергии накачки, энергии лазерной генерации и времени.

Приведенные в данной работе результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

- Использование 5d4fn-1-4fn переходов трёхвалентных лантаноидов, активированных в широкозонные диэлектрические кристаллы, является перспективным направлением развития квантовой электроники и фотоники УФ и ВУФ диапазонов.

- Предложенные и апробированные в работе физические принципы управления фотоиндуцированными процессами в активированных кристаллах, позволяют создавать новые материалы с прогнозируемыми свойствами.

- Учет фотодинамических процессов в кристаллических активных средах обуславливает необходимость пересмотра методик проведения экспериментов, направленных на достижение и характеризацию эффекта лазерной генерации в УФ и ВУФ диапазонах.

Список цитируемой литературы

1. Приоритетные направления развития науки, технологий и техники Российской Федерации: Утв. Президентом РФ 21 мая 2006 г.,

2. Критические технологии Российской Федерации (Распоряжение Правительства РФ от 25 августа 2008 г.)

3. Solid-state lasers and applications / A.Sennaroglu (editor). - Boca Raton, FL, USA: CRC Press Taylor &Frencis Group, 2007. - 511 p.

4. Шен, И.Р. Принципы нелинейной оптики / И.Р.Шен. - М.: Наука, 1989. - 560 с.

5. Genter, P. Tunable 1 Khz Ce:LiCAF Laser, pumped by StarLineTM ат 266 nm / P.Genter, S.Gobvorkov, U.Stamm, W.Zschocke, D.basting // A publication by Lambda Physik. - 1997. - Sci.Rep.N.8. - P.1-2.

6. Список наиболее значимых публикаций по теме диссертации

7. Kollia, Z. On the 4f25d-4f3 interconfigurational transitions of Nd3+ in K2YF5 and LiYF4 (YLF) crystal hosts / Z.Kollia, E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, A.K.Naumov, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Opt. Comm. - 1998. - V.149. - P.386-392.

8. Kollia, Z. Vacuum-Ultraviolet Interconfigurational 4f3-4f25d absorption and emission studies of the Nd3+ ions in KYF, YF and YLF Crystal Hosts / Z.Kollia, E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, C.A.Nicolaides, A.K.Naumov, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, M.A.Dubinskii // J. Opt.Soc.Am. B. - 1995. -V.12, N5. - P.782-786.

9. Sarantopoulou, E. VUV and UV Fluorescence and Absorption Studies of Nd3+ and Ho3+ Ions in LiYF4 Single Crystals / E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Opt.Comm. - 1994. - V.107. - P.104-110.

10. Sarantopoulou, E. VUV and UV Fluorescence and Absorption Studies of Pr3+-doped LiLuF4 Single Crystals. / E.Sarantopoulou, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, and V.V.Semashko // Optics Lett. - 1994. - V.19, N7. - P.499-501.

11. Sarantopoulou, E. VUV and UV Fluorescence and Absorption Studies of Tb3+ and Tm3+ trivalent ions in LiYF4 Single Crystal Hosts / E. Sarantopoulou, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, Z.Kollia and C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, and V.V.Semashko // J. Mod.Opt. - 1994. - V.41, N4. - P.767-775.

12. Sarantopoulou, E. Vacuum Ultraviolet and Ultraviolet Fluorescence and Absorption Studies of Er3+-doped LiLuF4 Single Crystals / E.Sarantopoulou, Z.Kollia, A.C.Cefalas, M.A.Dubinskii, C.A.Nicolaides, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, and V.V.Semashko // Appl.Phys.Lett. - 1994. - V.65, N7. - P.813-817.

13. Sarantopoulou, E. On the VUV and UV 4f7(8s)5d-4f8 interconfigurational transitions of Tb3+ ions in LiLuF4 single crystal host / E.Sarantopoulou, Z. Kollia, A. C.Cefalas, V.V.Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva // Opt.Comm. - 1998. - V.156. - P.101-111.

14. Sarantopoulou, E. Crystal field splitting of the 4f5d electronic configuration of Pr3+ ions in wide band gap fluoride dielectric crystals. / E. Sarantopoulou, Z. Kollia A. C. Cefalas, V. V. Semashko, R. Yu. Abdulsabirov, A.K. Naumov, S. L. Korableva, T. Szczurek, S. Kobe, P. J.McGuiness. // Opt.Comm. - 2002. - V.208 - P.345-358.

15. Dubinskii, M.A. On the interconfigurational 4f25d-4f3 VUV and UV fluorescence features of Nd3+ in LiYF4 (YLF) single crystals under F2 laser pumping / M.A.Dubinskii, A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Opt.Comm. - 1992. - V.94, N1-3. - P.115-118.

16. Dubinskii, M.A A New Active Medium for a Tunable Solid-State UV Laser with an Excimer Pump / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Laser Physics - 1994. - N4/3. - P.480-484.

17. Семашко, В.В. Проблемы поиска новых твердотельных активных сред ультрафиолетового и вакуумно-ультрафиолетового диапазонов спектра: роль фотодинамических процессов / В.В.Семашко // ФТТ. - 2005. - Т.47, N5. - С.1450-1454.

18. Dubinskii, M.A. Spectroscopic Analogy Approach in Selective Search for New Ce3+-Activated All-Solid-State Tunable UV Laser Materials / M.A. Dubinskii, K.L. Schepler, V.V. Semashko, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva // J. Mod. Opt. - 1998. - V.45, N2. - P.221-226.

19. Dubinskii, M.A. Spectroscopy of a new active medium of a solid-state UV laser with broadband single-pass gain / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // Laser Physics. - 1993. - V.3, N1. - P.216-217.

20. Abdulsabirov, R.Yu. Crystal Growth, EPR and site-selective laser spectroscopy of Gd3+ -activated LiCaAlF6 single crystals. / R.Yu.Abdulsabirov, M.A.Dubinskii, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko, V.G.Stepanov, M.S.Zhuchkov. // J. of Lum. - 2001. -V. 94-95. - P.113-117.

21. Semashko, V.V. Investigation of Multisite Activation in LiCaAlF6:Ce3+ Single Crystal Using Stimulated Quenching of Luminescence Technique / V.V.Semashko, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, A.K.Naumov, S.L.Korableva, N.K.Sherbakova, A.E.Klimovitskii // Laser Physics - 1995. - V.5, N1. - P.69-72.

22. Dubinskii, M.A. Ce3+-doped colquiriite a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser / M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva // J.Mod.Opt. - 1993. - V.40, N1.- P.1-5.

23. Laroche, M. Beneficial effect of Lu3+ and Yb3+ ions in UV laser materials / M.Laroche, S.Girard., R.Moncourge, M.Bettinelli, R.Abdulsabirov, V.Semashko // Opt. Materials - 2003. - V.22, N2 - P.147-154.

24. Апаев, Р.А. Межконфигурационные 4f-5d-переходы иона Cе3+ в кристалле LiYF4 / Р.А.Апаев, М.В.Еремин, А.К.Наумов, В.В.Семашко, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблёва // Оптика и Спектроскопия. - 1998. - Т.84, №5. - С.816-818.

25. Низамутдинов, А.С. Спектральные характеристики твердых растворов LiY1-xLuxF4, активированных ионами Ce3+. / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Л.А.Нуртдинова, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблёва, В.Н. Ефимов /// ФТТ. - 2008. - Т. 50, № 9. - С. 1585-1588.

26. Марисов, М.А. Спектрально-кинетические характеристики ионов Ce3+ в кристаллах двойных фторидов со структурой шеелита. / М.А.Марисов, А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблёва. // ФТТ. - 2005. - Т.47, N5. - С.1406-1408.

27. Nizamutdinov, A.S. Optical and gain properties of series of crystals LiF-YF3-LuF3 doped with Ce3+ and Yb3+ ions / A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko, A.K. Naumov, S.L. Korableva, R.Yu. Abdulsabirov, A.N. Polivin, M.A. Marisov // J. of Lum. - 2007. - V.127, N1. - P.71-75.

28. Низамутдинов, А.С. Исследование фотодинамических процессов в кристаллах CaF2, активированных ионами Ce3+ и Yb3+ / А.С.Низамутдинов, В.В.Семашко, А.К.Наумов, Р.Ю.Абдулсабиров, С.Л.Кораблёва, М.А.Марисов // ФТТ. - 2005. - Т.47, N5. - С.1403-1405.

29. Sarukura, N. Ce3+:LuLiF4 as a Broad Band Ultraviolet Amplification Medium / N.Sarukura, Z.Liu and Y.Segawa, K.Edamatsu, Y.Suzuki and T.Itoh, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Opt.Lett. - 1995. - V.20, N3. - P.294-297.

30. Dubinskii, M.A On the possibility of ultraviolet lasing on f-f transitions in Nd3+ ion. / M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L Korableva., A.K.Naumov, V.V.Semashko // Laser Physics. - 1992. - V.2, N3. - P.239-240.

31. Dubinskii, M.A. Efficient LaF3:Nd3+-based vacuum-ultraviolet laser at 172 nm / M.A.Dubinskii, A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, V.V.Semashko // J.Opt.Soc.Am.B.- 1992. - V.9, N6. - P.1148-1150.

32. Nikolas, S. 4f2 to 4f5d excited state absorption in Pr3+-doped crystals. / S. Nicolas, E. Descroix, Y. Guyot, M.-F. Joubert, R. Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, A. K. Naumov and V. V. Semashko // Opt. Mat. - 2001. - V.16. - P.233-242.

33. Nicolas, S. Potentiality of Pr3+- and Pr3++Ce3+-doped crystals for tunable UV upconversion lasers / S. Nicolas, E. Descroix, M.F. Joubert, Y. Guyot, M. Laroche, R. Moncorge, R.Y. Abdulsabirov, A.K. Naumov, V.V. Semashko, A.M. Tkachuk, M. Malinowski. // Opt.Mat. - 2003. - V.22, N2. - P.139-146.

34. Sarukura, N. Ce3+ Activated Fluoride Crystals as Prospective Active Media for Widely Tunable Ultraviolet Ultrafast Lasers with direct 10-nsec Pumping / N.Sarukura, M.A.Dubinskii, Z.Liu, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, K.Edamatsu, Y.Suzuki, T.Itoh, and Y.Segawa // IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics - 1995. - V.1, N.3. - P. 792-804.

35. Sarukura, N. Ultraviolet short pulses from an all-solid-state Ce:LiCAF master-oscillator-power amplifier system. / N.Sarukura, Z.Liu, H.Ohtake, Y.Segawa, M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov // Opt.Lett. - 1997. - V.22, N.13. - P.994-996.

36. Sarukura, N. Direct Passive Subnanosecond-Pulse Train Generation from a Self-Injection-Seeded Ultraviolet Solid-State Laser / N.Sarukura, Z.Liu, Y.Segawa, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Opt.Lett. - 1995. - V.20, N.6. - P.599-602.

37. Liu, Z. Subnanosecond tunable ultraviolet pulse generation from a low-Q, short-cavity Ce:LiCAF laser / Z.Liu, H. Ohtake, N.Sarukura, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Jpn. J. Appl. Phys. - 1997. - V.36. - L1384-L1386.

38. Sarukura, N. Ultraviolet subnanosecond pulse train generation from an all-solid state Ce:LiCAF laser / N.Sarukura, Z.Liu and Y.Segawa, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, and M.A.Dubinskii // Appl.Phys.Lett. - 1995. - V.67, N.5. - P.602-604.

39. Liu, Z. Tunable Ultraviolet Short-Pulse Generation from a Ce: LiCaAF Amplifier System and Its Sum-Frequency Mixing with a Nd:YAG Laser / Z.Liu, N.Sarukura, M.A.Dubinskii, V.V.Semashko, A.K.Naumov, S.L.Korableva and R.Yu. Abdulsabirov // Jpn. J. Appl. Phys. - 1998. - V.37. - L36-L38.

40. Kolia, Z. 4f3 - 4f25d interconfigurational transitions of Nd3+ ions in LiCaAlF6 single crystal / Z.Kollia, E.Sarantapoulou, A.C.Cefalas, A.K.Naumov, S.L.Korableva, R.Yu.Abdulsabirov, V.V.Semashko // Proc. SPIE of Second GR-I International Conference on New Laser Technologies and Applications / Paolo Di Lazzaro, eds. - 1997. -V.3423. - P.242-246.

41. Cefalas, A.C. VUV spectroscopy of nominally pure and rare-earth ions doped LiCaAlF6 single crystals as promising materials for 157 nm photolithography / A.C.Cefalas, E.Sarantopoulou, Z.Kollia, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Proc. SPIE of XI Feofilov Symp. On Spectroscopy of Crystals Activated by Rare-Earth and Transition Metal Ions (Kazan, Russia, Sep. 24-28, 2001) / A.A.Kaplynskii, B.Z.Malkin, S.I.Nikitin eds. - 2001. - V.4766. - P.171-178.

42. Dubinskii, M.A. Spectroscopy of a new active medium of a solid-state UV laser with broadband single-pass gain / M.A. Dubinskii, V.V.Semashko, A.K. Naumov, R. Yu.Abdulsabirov, S.L. Korableva // Selected Papers on Tunable Solid-State Lasers / V. V. Ter-Mikirtychev, eds. - Milestone Series, MS173, 2003. - P.459-461.

43. Dubinskii, M.A. Ce3+-doped colquiriite: a new concept of all-solid-state tunable ultraviolet laser / M.A. Dubinskii, V.V.Semashko, A.K. Naumov, R. Yu.Abdulsabirov, S.L. Korableva // Selected Papers on Tunable Solid-State Lasers / V. V. Ter-Mikirtychev, eds. - Milestone Series, MS173, 2003. - P.461-466.

44. Dubinskii, M.A. Active Medium for All-Solid-State Tunable UV Laser / M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, V.V.Semashko // Proc. OSA on Advanced Solid-State Lasers, New Orleans, Louisiana, USA, Feb.1-4, 1993 / A.Pinto and T.Fan, eds. - Washington, DC: OSA, 1993. - V.15. - P.195-198.

45. Dubinskii, M.A. Some restrictions in obtaining UV-lasing from high-lying 4f3-levels of Nd3+ in crystals / Dubinskii M.A., Abdulsabirov R.Yu., Korableva S.L., Naumov A.K., Semashko V.V. // OSA Proc. on Advanced Solid-State Lasers, Santa Fe, New Mexico, USA, Feb.17-19,1992 / L.L.Chase and A.A.Pinto, eds. - Washington, DC: Optical Society of America, 1992. - V.13. - P.250-253.

46. Abdulsabirov, R.Yu. Laser-related spectroscopy of KY3-xYbxF10:Ce3+ crystals / R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, M.A.Marisov, A.K.Naumov, A.S.Nizamutdinov, V.V.Semashko // Proc. SPIE International Conference on Lasers, Applications, and Technologies 2005: Advanced Lasers and Systems / G.Huber, V.Y.Panchenko, I.A. Scherbakov, eds. - 2006.- V.6054. - P.172-179.

47. Nizamutdinov, A.S. Photodynamic processes in Ce+Yb:CaF2 crystals investigation / A.S.Nizamutdinov, V.V.Semashko, A. K. Naumov, R.Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, M.A.Marisov // Proc. SPIE Proc.of Int. Reading on Quantum Opt.(IRQO'03) - 2004. - V.5402. - P.412-420.

48. Semashko, V.V. Photodynamic nonlinear processes in UV solid state active media and approaches to improving material laser performance / V.V.Semashko, M.A.Dubinskii, R.Yu.Abdulsabirov, S.L.Korableva, A.K.Naumov, A.S.Nizamutdinov, M.S.Zhuchkov // Proc. SPIE of XI Feofilov Symp. On Spectroscopy of Crystals Activated by Rare-Earth and Transition Metal Ions (Kazan, Russia, Sep. 24-28, 2001) / A.A.Kaplynskii, B.Z.Malkin, S.I.Nikitin eds. - 2001. - V.4766. - P.119-126.

49. Абдулсабиров, Р.Ю. Экспериментальная установка для разработки и совершенствования технологии выращивания фторидных кристаллов с целью применения их в качестве активных сред перестраиваемых УФ и ВУФ лазеров. Этап 2001 г. «Комплексные исследования кристаллов кольквиирита с целью повышения характеристик УФ перестраиваемых лазеров на их основе» / Р.Ю.Абдулсабиров, В.В.Семашко, С.Л.Кораблёва, А.К.Наумов // Отчеты АН РТ: Фундаментальные науки, часть II, Направления 5-9: сб.ст. - Казань, Из-во АНТ «ФЭН», 2003. - С.261-262.