Глава пятая. СТЕКЛО

5.1. Особенности стекла как активного материала ОКГ

Размеры монокристаллов, уровень легирования активной примесью, концентрация и распределение в кристалле оптических центров определенного типа ограничиваются структурными особенностями и технологическими возможностями выращивания кристаллов. Стекло как основа активного вещества ОКГ является некристаллической матрицей, поскольку не обладает кристаллической структурой дальнего порядка. Ионы активатора входят в стекло не как ионы, изоморфно замещающие катионы решетки, а как компоненты стекла.

Стеклами называют неорганические термопластичные аморфные материалы на основе ковалентно связанной сетки полиэдров стеклообразующих анионов Получают их быстрым охлаждением (закалкой) расплава соответствующих окислов, чтобы не допустить кристаллизации и сохранить аморфную изотропную структуру жидкости. Структурные, оптические и технологические особенности стекла обеспечивают ему некоторые преимущества перед кристаллическими основами:

— доступность стекла, дешевизна сырья, возможность массового производства изделий с заданными и воспроизводимыми свойствами;

— простота изготовления изделий любых размеров и формы при сохранении высокой однородности;

— изотропность свойств и однородность состава;

— возможность введения активатора в практически любых концентрациях при коэффициенте, распределения, близком к единице.

Однако эти же особенности являются основной причиной недостатков стекла как активного вещества ОКГ:

— сравнительно большая ширина полос люминесценции, обусловленная многообразием оптических центров;

— более низкий квантовый выход излучения вследствие большого разнообразия обменных процессов передачи энергии между активатором и стеклом;

— худшие по сравнению с широко применяемыми кристаллическими материалами теплофизические свойства: малая теплопроводность и высокий коэффициент термического расширения;

— ограниченная область прозрачности (0,25 — 4,5 мкм) которая может еще более сужаться при введении примесей.