| 研究概要 |
LiF結晶中のF_3^+,F_2,F_2^+およびF_2^-色中心の室温での長時間安定発振する色中心レーザーを開発に加えて、希土類固体レーザー用材料の研究に取り組んだ。色中心レーザーの熱的光学的不安定性を防ぐため、希土類イオンを色中心の近くに配位させることを考えた。希土類イオンがドープされたイオン結晶の光吸収、発光、二光子励起発光、蛍光寿命などを測定し、Er^<3+>,Yb^<3+>,Tm^<3+>,Ce^<3+>,Tb^<3+>,Eu^<3+>,Eu^<2+>の電子格子相互作用や励起緩和過程、Er^<3+>-Yb^<3+>間、Ce^<3+>-Tb^<3+>間のエネルギー伝達を明らかにした。LiF結晶にγ線を照射してF_3^+,F_2,F_2^+およびF_2^-色中心を生成し、2枚のミラー共振器を用いてレーザー発振実験を行った。F_3^+,F_2およびF_2^-色中心の各々からの発振を確認した。F_2^+色中心は室温では生成後瞬時にして消滅するので、安定したレーザー発振は不可能であった。そこで、多量に生成されるF_2色中心のF_2^+色中心への光化学反応を利用して、F_2^+色中心レーザー発振を達成した。F_2^-色中心レーザーを除いて、LiF色中心レーザーでは時間的安定性やレーザー出力などに欠点があることが確認された。LiF:F_2^-色中心やF_3^-色中心ついて、第2第3の高準位励起状態の存在、吸収断面積、発光断面積、励起状態吸収確率、振動子強度、蛍光効率、蛍光の偏光度、蛍光寿命などの値を確定した。F_3^-、F_4およびF_2^-色中心間のエネルギー伝達を観測しその伝達機構を明らかにした。Eu^<2+>を含むCsI結晶およびEu^<3+>やOH^-を含むLiF結晶にγ線を照射しF_2^<+*>やF_2色中心を生成し、色中心との共存効果を調べた。Euのまわりに配置した空格子とEuとの相関のため数ミリ秒という長い蛍光寿命を観測した。
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