Высокочувствительные нелинейные люминесцентные керамические материалы для объемных и многослойных оптических носителей информации

Экспериментально исследовано взаимодействие оптических керамик на основе широкозонных кристаллических соединений с фемтосекундным лазерным излучением ближней ИК области спектра. Изучалось образование центров люминесценции в керамиках LiF и MgF₂ под действием единичных импульсов лазерного излучения. Были использованы два режима взаимодействия. В режиме низкоапертурной фокусировки лазерного излучения (800 нм, 30 фс, 0.3 мДж) в образцах наблюдалась множественная самофокусировка и филаментация. Центры люминесценции создавались в тонких каналах там, где распространялись световые филаменты. Средняя эффективная длина самофокусировки составляла ≈100 мкм; с этой длины начиналось образование люминесцирующих центров, которое заканчивалось примерно на 380 мкм. Люминесцирующий след, индуцированный единичным лазерным филаментом (шпур), имел длину ≈30 мкм и диаметр 1.3 мкм. Второй режим взаимодействия излучения с образцом был реализован при использовании высокоапертурной фокусировки с одновременным уменьшением энергии лазерных импульсов. При этом в образце формировались единичные питы с диаметром меньше дифракционного оптического предела. Центрами люминесценции, создаваемыми лазерным излучением, были агрегатные центры окраски. Механизм их создания включал высоконелинейную генерацию электронно-дырочных пар в области формирования филаментов, их рекомбинацию с образованием анионных экситонов, распад экситонов на френкелевские дефекты по механизму Лущика–Витола–Херша–Пули, их перезарядку, миграцию и агрегацию.