Оптические свойства прозрачных кобальт-содержащих стеклокристаллических материалов магниевоалюмосиликатной системы с добавкой оксида галлия для пассивных затворов

Abstract

Синтезированы прозрачные стеклокристаллические материалы на основе стекол системы MgO–Al2O3–SiO2–TiO2 с добавкой CoO и Ga2O3. Вторичная термическая обработка исходных стекол при температурах 800–950°С приводит к выделению наноразмерных (6–7 нм) кристаллов магниевоалюмогаллиевой шпинели, активированных ионами кобальта, и твердых растворов алюмотитанатов магния. Изучены спектры оптического поглощения исходного стекла и стеклокристаллических материалов. Показано, что полоса поглощения, обусловленная переходами 4A2(4F) → 4T1(4F) тетраэдрически координированных ионов Co2+ для стеклокристаллических материалов с наноразмерными кристаллами Co:Mg(Al,Ga)2O4 смещена в длинноволновую область спектра вплоть до ~1.67 мкм по сравнению с положением этой полосы в материалах с кристаллами Co:MgAl2O4. Синтезированные стеклокристаллические материалы характеризуются относительно низкой плотностью энергии насыщения на длине волны 1.54 мкм, FS ~ 0.5 ± 0.1 Дж/см2, а также высокой лучевой стойкостью к лазерным импульсам наносекундной длительности, не менее ~15 ± 2 Дж/см2. Этим обусловлена их привлекательность как материалов для пассивных затворов эрбиевых лазеров, излучающих в спектральной области 1.5–1.7 мкм.