Nierezonansowa konwersja femtosekundowych impulsów światła podczerwonego na emisje widzialną w kryształach domieszkowanych jonami ziem rzadkich
Typ projektu: NCN OPUS 11
Kierownik projektu: prof. dr hab. Witold Ryba-Romanowski
Numer projektu: 2016/21/B/ST5/00890
Opis projektu:
Pionierskie prace Auzela opublikowane w roku 1966 zainicjowały niezwykle intensywny rozwój badań zjawisk konwersji promieniowania wzbudzającego na emisję w zakresie fal krótszych, określanych niekiedy pojęciem emisji anty-Stokesowskiej, a w literaturze anglojęzycznej „up-conversion”. Badania zaowocowały dotąd tysiącami publikacji dokumentujących to zjawisko w licznych ośrodkach dielektrycznych domieszkowanych jonami ziem rzadkich i metali przejściowych. a ich wyniki znalazły zastosowania postaci laserów emitujących światło widzialne, luminoforów wzbudzanych w podczerwieni i sensorów optycznych. Wyniki prac źródłowych pozwoliły sformułować uogólnienia i wyróżnić następujące procesy wzbudzenia: (i) absorpcja ze stanów wzbudzonych, (ii). wielostopniowy transfer energii, (iii) wzbudzeni9e wielofotonowe, (iV) kooperatywny transfer energii. W praktyce emisja anty-Stokesowska w zakresie widzialnym jest wzbudzana promieniowaniem podczerwonym laserów pracujących w trybie ciągłym lub impulsami o czasie trwania w zakresie od kilku nanosekund do kilku milisekund.
W ostatnim dziesięcioleciu obserwuje się wzrost zainteresowania zjawiskami emisji anty-Stokesowskiej wzbudzanej femtosekundowymi impulsami światła podczerwonego. Prace te są stosunkowo mniej liczne głównie z powodu niedostatecznego rozpowszechnienia femtosekundowych źródeł laserowych, których koszt jest nadal wysoki. W dostępnych doniesieniach literaturowych wykorzystuje się femtosekundowe lasery tytan-szafir generujące w pobliżu 800 nm, a obserwowane zjawiska konwersji przypisuje się mechanizmowi rezonansowego wzbudzenia wielofotonowego. Jednakże, propagacji ultrakrótkich impulsów światła w ośrodkach dielektrycznych towarzyszy szereg unikalnych zjawisk, między innymi generacja szerokopasmowej emisji supercontinuum i promocja elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa ośrodka krystalicznego we włóknach powstających w wyniku efektu samoogniskowania. Niniejszy projekt podejmuje zagadnienia zbadania udziału tych zjawisk w obserwowanej konwersji nierezonansowej, znamiennej tym, że intensywność i charakterystyki spektralne widzialnej emisji antyStokesdowskiej wzbudzanej femtosekundowymi impulsami światła podczerwonego nie zależą istotnie od długości fali promieniowania wzbudzającego.
