Линейная и нелинейная оптическая спектроскопия гадолиниевого ферробората GdFe$_{3}$(BO$_{3}$)$_{4}$

Исследованы оптические спектры и генерация второй гармоники в нецентросимметричном магнетике GdFe$_{3}$(BO$_{3}$)$_{4}$. В области слабого поглощения ($\alpha\sim20{-}400\,$см$^{-1}$) ниже $\sim3$ эВ выделены три полосы, которые можно однозначно приписать запрещенным электронным переходам в ионе Fe$^{3+}$ с основного состояния $^{6}A_{1}$ на возбужденные состояния $^{4}T_{1}$ ($\sim1.4$ эВ), $^{4}T_{2}$ ($\sim2$ эВ) и $^{4}A_{1}$, $^{4}E$ ($\sim2.8$ эВ). Интенсивное поглощение начинается в области выше 3 эВ ($\alpha\sim2{-}4\cdot10^{5}$ см$^{-1}$), где выделены две полосы при $\sim4.0$ эВ и 4.8 эВ, обусловленные разрешенными электродипольными переходами с переносом заряда. Спектральные особенности генерации второй оптической гармоники в области 1.2–3.0 эВ объяснены изменением эффективности генерации второй гармоники за счет изменения фазового рассогласования. Показано, что в области слабого поглощения возможна реализация фазового синхронизма для генерации второй гармоники.