Фотоиндуцированное поглощение и люминесценция в волоконных световодах, легированных ионами иттербия

Методами анализа спектров поглощения и спектров люминесценции исследованы фотохимические реакции в сетке стекла сердцевины иттербиевых световодов при воздействии на них лазерного ИК излучения накачки и УФ излучения. Проведены сравнительные исследования спектров наведенного поглощения и спектров люминесценции образцов заготовок с сердцевиной из стекла различного состава: Al₂O₃ : SiO₂, Al₂O₃ : Yb₂O₃ : SiO₂ и P₂O₅ : Yb₂O₃ : SiO₂. В спектре начального УФ поглощения образцов сердцевины заготовок выявлены интенсивные полосы с максимумами при энергиях 5.1 и 6.5 эВ, возбуждение которых играет ключевую роль в процессе фотоиндуцированного наведения центров окраски в сетке стекла. Показано, что 'прямое' возбуждение полос поглощения на 5.1 и 6.5 эВ квантами УФ излучения с длинами волн 244 и 193 нм приводит к восстановлению части ионов Yb³⁺ до состояния Yb²⁺. Установлено, что фотопотемнение иттербиевых световодов при воздействии ИК излучения накачки связано с наведением поглощения кислородно-дырочных центров. Предложена феноменологическая модель эффекта фотопотемнения иттербиевых световодов при воздействии ИК излучения накачки, согласно которой процесс наведения центров окраски в сетке стекла сердцевины и обусловленного ими поглощения в видимой части спектра происходит в результате кооперативного эффекта, связанного с одновременным возбуждением кластера, состоящего из нескольких близкорасположенных ионов Yb³⁺.