Активные оптические среды на основе стеклообразных халькогенидов, легированных редкоземельными и переходными элементами

Разработаны способы синтеза высокочистых активированных стекол систем Ge - As - S, Ge - S - Ga (In), Ge - As - Se - Ga (In), Ge - Sb - Se - Ga (In), включающие химические и дистилляционные стадии очистки, использование химических транспортных реакций, приемы сублимационной загрузки компонентов систем и очистки исходных соединений редких земель, переходных металлов и способы их введения в стеклообразные матрицы. Исследованы температуры стеклования, условия образования кристаллических фаз при отжиге стекол, оптические свойства в области прозрачности. На основе этих данных выбраны оптимальные составы стекол с точки зрения теплофизических характеристик, устойчивости к кристаллизации, возможности введения активаторов в концентрациях 0,05 - 3000 ppmw и получения материалов с временем жизни эмиссии в интервале 3 - 6 мкм на уровне предельных значений, определяемых теорией. Содержание в стеклах лимитируемых примесей, кислорода и водорода находится на уровне долей единиц ppm. Стекла проявляют интенсивную люминесценцию в диапазоне 1,3 - 6 мкм. Разработана методика регистрации люминесцентных характеристик стекол и световодов на их основе при накачке непрерывными волоконными лазерами с длинами волны 1560 и 1975 нм. Определены зависимости эмиссионных характеристик стекол от их макросостава и концентрации активаторов. Получены двухслойные световоды с активированной ионами празеодима сердцевиной. Исследования зависимости их люминесцентных характеристик от мощности накачки волоконными лазерами показали их способность выдерживать излучение накачки вплоть до 1,5 Вт без разрушения. Показано, что световоды длиной, достигающей метровых значений, обладают прозрачностью как для излучения накачки, так и излучения эмиссии в интервале 3 - 5 мкм. Такие характеристики соответствуют требованиям, предъявляемым к световодам как материалам волоконных лазеров, и являются демонстрацией новых свойств халькогенидных активированных световодов в средней ИК-области в сравнении с мировыми данными для этих материалов.