Lineare und nichtlineare absorptions- und emissionsspektroskopische Charakterisierung eines LiF:F2-Farbzentrenkristalls

Abstract (German)

Das Verhalten von F2m Farbzentren in Lithiumfluorid unter sättigbarer Absorption wird mit Hilfe von Pikosekundenlaserpulsanregung untersucht (Wellenlänge 1054 nm, Pulsdauer 6 ps). Die Farbzentrenanzahldichte, der Grundzustandsabsorptionswirkungsquerschnitt und der Einphotonen-Excited-State-Absorptionswirkungsquerschnitt werden durch numerische Simulation der Energiedichte-abhängigen ...

Abstract (German)

Das Verhalten von F2m Farbzentren in Lithiumfluorid unter sättigbarer Absorption wird mit Hilfe von Pikosekundenlaserpulsanregung untersucht (Wellenlänge 1054 nm, Pulsdauer 6 ps). Die Farbzentrenanzahldichte, der Grundzustandsabsorptionswirkungsquerschnitt und der Einphotonen-Excited-State-Absorptionswirkungsquerschnitt werden durch numerische Simulation der Energiedichte-abhängigen Energietransmission bestimmt. Eine Abnahme der Energietransmission bei hohen Anregungsenergiedichten wird Zweiphotonenabsorption anderer Zentren zugeschrieben, die im Kristall zu finden sind (N1 und N2 Band der F4 Zentren).

Die Fluoreszenzquantenverteilung, die Quantenausbeute und der Polarisationsgrad werden mit Hilfe von Standardmethoden der Fluorimetrie bei Zimmertemperatur gemessen. Die Fluoreszenzlebensdauer wird durch Femtosekundenlaserpulsanregung und schnelle (direkte) Photodiode-Oszilloskop-Detektion bestimmt. Das stimulierte Emissionswirkungsquerschnittsspektrum wird aus der strahlenden Lebensdauer und der Fluoreszenzquantenverteilung gewonnen. Das effektive stimulierte Emissionswirkungsquerschnittsspektrum wird mit Hilfe von Pikosekunden-Anregungs-Abtast-Experimenten bestimmt. Die Ergebnisse deuten auf eine verschwindende Excited-State-Absorption in der Fluoreszenzregion hin.

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The saturable absorption behaviour of F2m color centers in Lithiumfluorid is studied by picosecond laser pulse excitation (wavelength 1054 nm, duration 6 ps). The color center number density, the ground-state absorption cross-section and the single-photon excited-state absorption cross-section are determined by numerical fitting the energy density dependent energy transmission. A decrease of ...

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The saturable absorption behaviour of F2m color centers in Lithiumfluorid is studied by picosecond laser pulse excitation (wavelength 1054 nm, duration 6 ps). The color center number density, the ground-state absorption cross-section and the single-photon excited-state absorption cross-section are determined by numerical fitting the energy density dependent energy transmission. A decrease of energy transmission at high excitation energy densities is attributed to two-photon absorption of other color centers (N1 and N2 bands of F4 centers) present in the sample.

The fluorescence quantum distribution, quantum yield and degree of fluorescence polarisation is measured at room temperature by standard fluorimetric techniques. The fluorescence lifetime is determined by femtosecond laser pulse excitation and fast photodetector-oscilloscope detection. The stimulated emission cross-section spectrum is extracted from the radiative lifetime and the fluorescence quantum distribution. The effective stimulated emission cross-section spectrum is extracted from picosecond pump and probe experiments. The results indicate negligible excited state absorption in the fluorescence spectral region.

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