Лазерная керамика с разупорядоченной кристаллической структурой

Синтезированы новые керамические среды на основе оксида иттрия $\mathrm{Y}_2\mathrm{O}_3$ с изовалентными ($\mathrm{Yb}_2\mathrm{O}_3$, $\mathrm{Nd}_2\mathrm{O}_3$, $\mathrm{Lu}_2\mathrm{O}_3$) и гетеровалентными ($\mathrm{ZrO}_2$, $\mathrm{HfO}_2$) компонентами и исследованы их спектроскопические свойства. Изучены возможные каналы потерь усиления стимулированного излучения на излучательных переходах ионов $\mathrm{Nd}^{3+}$ и $\mathrm{Yb}^{3+}$ в керамиках с гетеровалентными добавками. Приведены результаты измерений в $\mathrm{Y}_2\mathrm{O}_3$-керамике, допированной оксидами циркония и гафния, ширины полос излучений и времени жизни уровней ${}^4\mathrm{F}_{3/2}$ и ${}^2\mathrm{F}_{5/2}$ ионов $\mathrm{Nd}^{3+}$ и $\mathrm{Yb}^{3+}$ соответственно. Показано, что безызлучательное расселение уровня ${}^4\mathrm{F}_{3/2}$ иона неодима происходит в результате диполь-дипольного взаимодействия с ионами $\mathrm{Zr}^{3+}$ и $\mathrm{Hf}^{3+}$. На керамике [($\mathrm{Yb}_{0,01}\mathrm{Lu}_{0,24}\mathrm{Y}_{0,75})_2\mathrm{O}_3]_{0,88}(\mathrm{ZrO}_2)_{0,12}$ с разупорядоченной кристаллической структурой осуществлена генерация лазерного излучения на длине волны $1034$ нм с дифференциальной эффективностью $29\%$.