Эффект Зеемана

Кириш

Благодаря широкой оптической прозрачности, низким внутренним напряжениям, высокой твердости, химической и термостойкости Dy: YAG используется для различных видов оптики. Отсутствие двулучепреломления делает его интересным материалом для высокоэнергетических и мощных лазерных систем и представляет значительный интерес для оптических и магнитооптических исследований. 

YAG гранат в чистом виде не используется в качестве лазерной среды. Однако после легирования соответствующим ионом YAG обычно используется в качестве основного материала в различных твердотельных лазерах. Редкоземельные элементы, такие как диспрозий и эрбий, могут быть легированы в YAG в качестве активных лазерных ионов, получая Dy:YAG и Er:YAG лазеры соответственно. 


Dy: YAG является чувствительным к температуре люминовором и используется для измерения температуры. Люминофор возбуждается лазерным импульсом и наблюдается его температурно-зависимая флуоресценция. Dy:YAG чувствителен в диапазоне 300-1700 K. Люминофор может быть нанесен непосредственно на измеряемую поверхность или на конец оптическго волокна. Он также был изучен как однофазный белый излучающий люминофор в люминофорно-преобразованных белых светодиодах.
Хорошо известно, что эффект Зеемана сыграл огромную роль в становлении и развитии современных квантомеханических представлений физики атомов и молекул, но мало кому известно то обстоятельство, что этот эффект нашел очень полезное применение в астрономии, поскольку по расщеплению линий в спектре излучения небесных тел можно судить о напряженности их магнитных полей. Например, именно по эффекту Зеемана астрофизикам удалось установить, что пятна на Солнце являются следствием возмущения мощных магнитных полей вблизи его поверхности — солнечных магнитных бурь.
В настоящее время эффект Зеемана широко используется оптической спектроскопии редкоземельных (РЗ) соединений, так как снятие квантового вырождения (наряду с расщеплением и “смешиванием” электронных состояний) со штарковских подуровней РЗ-иона во внешнем магнитном поле Н позволяет идентифицировать оптические (в том числе и лазерные) переходы и установить симметрию возбужденных электронных состояний РЗ-ионов в кристаллах. Несомненным преимуществом подобного подхода к интерпретации экспериментальных данных является относительная простота моделирования и расчета магнитооптических спектров, что объясняется существенным уменьшением числа возможных оптических переходов, разрешаемых правилами отбора в РЗ-соединениях в магнитном поле Н, в отличие от их оптических спектров.
Результаты исследований зеемановского расщепления с данными измерений спектров люминесценции в YAG: Dy³⁺ , выполненными в той же спектральной области, что в дальнейшем позволит установить точно, как симметрию волновых функций штарковских подуровней, комбинирующих в оптических переходах, так и их энергии.