RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2018

 / 

Апрель

←  →

100 лет журналу "Успехи физических наук". Обзоры актуальных проблем


50 лет селективной лазерной спектроскопии твёрдого тела: история, общие принципы и применения


Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация

Изложена история развития селективной лазерной спектроскопии ионов и молекул в кристаллических и аморфных матрицах начиная с пионерской работы Ю.В. Денисова и В.А. Кизеля 1967 года, в которой впервые было продемонстрировано устранение неоднородного уширения спектра люминесценции ионов в стекле при резонансном монохроматическом возбуждении. Методы селективной спектроскопии основаны на спектроскопии оптических бесфононных переходов в примесных центрах в твёрдом теле. Рассмотрены основные принципы спектроскопии бесфононных переходов и механизм устранения неоднородного уширения оптических спектров ионов и молекул в кристаллах и аморфных телах при селективном лазерном возбуждении люминесценции и выжигании стабильных провалов в спектре поглощения. Обсуждаются различные применения методов селективной спектроскопии для фундаментальных и прикладных исследований.

Текст pdf (1 Мб)
Ключевые слова: бесфононные линии, селективное возбуждение люминесценции, выжигание стабильного провала, примесные молекулы и ионы, кристаллические и аморфные матрицы, однородное и неоднородное уширение оптических линий, оптическая дефазировка, колебательная релаксация, спектральная диффузия, локализация экситонов
PACS: 42.62.−b, 42.62.Fi, 61.43.−j, 61.72.−y, 63.20.kp, 78.20.−e, 78.40.Me, 78.55.−m, 78.66.−w, 87.15.−v, 87.15.M− (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.03.038093
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2018/4/c/
Цитата: Сапожников М Н "50 лет селективной лазерной спектроскопии твёрдого тела: история, общие принципы и применения" УФН 188 409–435 (2018)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 16 января 2017, 9 марта 2017

English citation: Sapozhnikov M N “Fifty years of selective laser spectroscopy of solids: a history, general principles and applications” Phys. Usp. 61 (4) (2018); DOI: 10.3367/UFNe.2017.03.038093

Список литературы (204) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Денисов Ю В, Кизель В А Оптика и спектроскопия 23 472 (1967); Denisov Yu V, Kizel V A Opt. Spectrosc. 23 251 (1967)
  2. Yen W M, Selzer P M (Eds) Laser Spectroscopy of Solids (Topics in Applied Physics) Vol. 49 (Berlin: Springer, 1981)
  3. MacFarlane R M, Shelby R M J. Luminescence 36 179 (1987)
  4. Yen W M, Brundage R T J. Luminescence 36 209 (1987)
  5. MacFarlane R M, Shelby R M Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions (Modern Problems in Condensed Matter Sciences) Vol. 21 (Eds A A Kaplyanskii, R M MacFarlane) (Amsterdam: North-Holland, 1987) p. 51
  6. Kushida T, Takushi E Phys. Rev. B 12 824 (1975)
  7. Szabo A Phys. Rev. Lett. 25 924 (1970)
  8. Riseberg L A Phys. Rev. Lett. 28 786 (1972)
  9. Персонов Р И, Альшиц Е И, Быковская Л А Письма в ЖЭТФ 15 609 (1972); Personov R I, Al'shits E I, Bykovskaya L A JETP Lett. 15 431 (1972)
  10. Гороховский А А, Каарли Р К, Ребане Л А Письма в ЖЭТФ 20 474 (1974); Gorokhovskii A A, Kaarli R K, Rebane L A JETP Lett. 20 216 (1974)
  11. Kharlamov B M, Personov R I, Bykovskaya L A Opt. Commun. 12 191 (1974)
  12. Moerner W E (Ed.) Persistent Spectral Hole-Burning: Science and Applications (Topics in Current Physics) Vol. 44 (Berlin: Springer-Verlag, 1988)
  13. Small G J Spectroscopy and Excitation Dynamics of Condensed Molecular Systems (Modern Problems in Condensed Matter Sciences) Vol. 4 (Eds V M Agranovich, R M Hochstrasser) (Amsterdam: North-Holland, 1983) p. 515
  14. Personov R I Spectroscopy and Excitation Dynamics of Condensed Molecular Systems (Modern Problems in Condensed Matter Sciences) Vol. 4 (Eds V M Agranovich, R M Hochstrasser) (Amsterdam: North-Holland, 1983) p. 555
  15. Friedrich J, Haarer D Angew. Chem. Int. Ed. 23 113 (1984)
  16. Weber M J (Ed.) "Optical linewidths in glasses. Laser spectroscopy and theoretical studies of dephasing processes" J. Luminescence (4-5) (1987), Special issue
  17. Völker S Annu. Rev. Phys. Chem. 40 499 (1989)
  18. Purchase R, Völker S Photosynth. Res. 101 245 (2009)
  19. Moerner W E, Kador L Phys. Rev. Lett. 62 2535 (1989)
  20. Orrit M, Bernard J Phys. Rev. Lett. 65 2716 (1990)
  21. Moerner W E, Orrit M Science 283 1670 (1999)
  22. Tamarat Ph et al. J. Phys. Chem. A 104 1 (2000)
  23. Orrit M J. Chem. Phys. 117 10938 (2002)
  24. Наумов A B, Вайнер Ю Г УФН 179 322 (2009); Naumov A V, Vainer Yu G Phys. Usp. 52 298 (2009)
  25. Наумов А В УФН 183 633 (2013); Naumov A V Phys. Usp. 56 605 (2013)
  26. Кривоглаз М А, Пекар С И Тр. Ин-та физики АН УССР 4 37 (1953)
  27. Kane E O Phys. Rev. 119 40 (1960)
  28. Дзюб И П, Лубченко А Ф ФТТ 3 3602 (1961)
  29. Кривоглаз М А ФТТ 6 1707 (1964); Krivoglaz M A Sov. Phys. Solid State 6 1340 (1964)
  30. McCumber D E, Sturge M D J. Appl. Phys. 34 1682 (1963)
  31. McCumber D E J. Math. Phys. 5 221 (1964)
  32. McCumber D E J. Math. Phys. 5 508 (1964)
  33. McCumber D E Phys. Rev. 133 A163 (1964)
  34. Маradudin A A Solid State Phys. 18 273 (1966); Маradudin A A Solid State Phys. 19 1 (1966); Пер. на русск. яз., Марадудин А Дефекты и колебательный спектр кристаллов. Teoретические и экспериментальные аспекты влияния точечных дефектов и неупорядоченностей на колебания кристаллов (М.: Мир, 1968), Гл. VIII
  35. Silsbee R H Phys. Rev. 128 1726 (1962)
  36. Трифонов Е Д ДАН СССР 147 826 (1962); Trifonov E D Sov. Phys. Dokl. 7 1105 (1963)
  37. Fitchen D B et al. Phys. Rev. Lett. 11 275 (1963)
  38. Silsbee R H, Fitchen D B Rev. Mod. Phys. 36 432 (1964)
  39. Ребане К К, Хижняков В В Оптика и спектроскопия 14 362 (1963); Rebane K K, Khizhnyakov V V Opt. Spectrosc. 14 193 (1963); Ребане К К, Хижняков В В Оптика и спектроскопия 14 491 (1963); Rebane K K, Khizhnyakov V V Opt. Spectrosc. 14 262 (1963)
  40. Гросс Е Ф, Разбирин Б С, Пермогоров C A ДАН СССР 147 338 (1962); Gross E F, Razbirin B S, Permogorov S A Sov. Phys. Dokl. 7 1011 (1963)
  41. Гросс Е Ф, Пермогоров C A, Разбирин Б С ДАН СССР 154 1306 (1964); Gross E F, Permogorov S A, Razbirin B S Sov. Phys. Dokl. 9 164 (1964)
  42. Mössbauer R L Z. Phys. 151 124 (1958); Пер. на русск. яз., Мессбауэр Р Эффект Мёссбауэра (Под ред. Ю Кагана) (М.: ИЛ, 1962)
  43. Lamb W E (Jr.) Phys. Rev. 55 190 (1939)
  44. Обреимов И B Журн. Русск. физ.-хим. общ-ва 59 549 (1927)
  45. Imbusch G F et al. Phys. Rev. 133 A1029 (1964)
  46. Yen W M, Scott W C, Schawlow A L Phys. Rev. 136 A271 (1964)
  47. Van Vleck J H Phys. Rev. 57 426 (1940)
  48. Kizel V A, Sapozhnikov M N Phys. Status Solidi B 41 207 (1970)
  49. Кизель В А, Сапожников М Н ФТТ 12 2083 (1970); Kizel' V A, Sapozhnikov M N Sov. Phys. Solid State 12 1659 (1971)
  50. Шпольский Э В УФН 71 215 (1960); Shpol'skii E V Sov. Phys. Usp. 3 372 (1960); Шпольский Э В УФН 77 321 (1962); Shpol'skii E V Sov. Phys. Usp. 5 522 (1962); Шпольский Э В УФН 80 255 (1963); Shpol'skii E V Sov. Phys. Usp. 6 411 (1963)
  51. Sapozhnikov М N Phys. Status Solidi B 56 391 (1973)
  52. Сапожников М Н ФТТ 15 3160 (1973); Sapozhnikov M N Sov. Phys. Solid State 15 2111 (1974)
  53. Лайсаар А И, Мугра А К-Й, Сапожников М Н ФТТ 16 1155 (1974); Laisaar A I, Mugra A K-I, Sapozhnikov M N Sov. Phys. Solid State 16 741 (1974)
  54. Sapozhnikov М N Phys. Status Solidi B 75 11 (1976)
  55. Sapozhnikov М N J. Chem. Phys. 68 2352 (1978)
  56. Smith K M (Ed.) Porphyrins and Metalloporphyrins (Amsterdam: Elsveir, 1975)
  57. Dolphin D (Ed.) The Porphyrins Vol. 1 - 7 (New York: Academic Press, 1978 - 1979)
  58. Sapozhnikov М N, Alekseev V I Chem. Phys. Lett. 107 265 (1984)
  59. Сапожников M Н, Алексеев В И ДАН СССР 279 358 (1984); Sapozhnikov M N, Alekseev V I Sov. Phys. Dokl. 29 946 (1984)
  60. Сапожников М Н ДАН СССР 287 839 (1986); Sapozhnikov M N Sov. Phys. Dokl. 31 323 (1986)
  61. Сапожников М Н ФТТ 28 1904 (1986)
  62. Сапожников М Н Оптика и спектроскопия 61 331 (1986); Sapozhnikov M N Opt. Spectrosc. 61 211 (1986)
  63. Сапожников М Н Препринт №164 (М.: ФИАН, 1988)
  64. Sapozhnikov M N J. Sov. Laser Res. 10 14 (1989)
  65. Сапожников М Н Кратк. сообщ. по физике ФИАН (2) 3 (1987)
  66. Сапожников М Н Кратк. сообщ. по физике ФИАН (2) 7 (1987)
  67. Sapozhnikov М N Chem. Phys. Lett. 136 192 (1987)
  68. Сапожников М Н Препринт №16 (М.: ФИАН, 1988)
  69. Sapozhnikov M N J. Sov. Laser Res. 10 123 (1989)
  70. Sapozhnikov M N Chem. Phys. Lett. 135 98 (1987)
  71. Friedrich J, Swalen J D, Haarer D J. Chem. Phys. 73 105 (1980)
  72. Friedrich J, Haarer D J. Chem. Phys. 76 61 (1982)
  73. Алфимов M В Докл. РАН 324 91 (1992)
  74. Дробижев М А, Новиков А В, Сапожников М Н Кратк. сообщ. по физике ФИАН 7 (8) 31 (1993)
  75. Дробижев М А, Новиков А В, Сапожников М Н Препринт № 79 (М.: ФИАН, 1989)
  76. Völker S et al. J. Chem. Phys. 67 1759 (1977)
  77. de Vries H, Wiersma D A J. Chem. Phys. 72 1851 (1980)
  78. Köhler W, Breinl W, Friedrich J J. Phys. Chem. 89 2473 (1985)
  79. Aubert C et al. Chem. Phys. Lett. 122 465 (1985)
  80. Jankowiak R, Richert R, Bässler H J. Phys. Chem. 89 4569 (1985)
  81. Kador L, Schulte G, Haarer D J. Phys. Chem. 90 1264 (1986)
  82. Elschner A, Richert R, Bässler H Chem. Phys. Lett. 127 105 (1986)
  83. Jankowiak R et al. J. Luminescence 36 293 (1987)
  84. Elschner A, Bässler H Chem. Phys. 1273 305 (1988)
  85. Дробижев М А, Новиков А В, Сапожников М Н Кратк. сообщ. по физике ФИАН (11) 26 (1988)
  86. Денисов Ю В, Джуринский Б Ф, Кизель В А Изв. АН СССР. Сер. физ. 32 1580 (1968)
  87. Денисов Ю В, Джуринский Б Ф, Кизель В А Неоднородное уширение спектральных линий активных сред ОКГ (Киев: Ин-т физики АН УССР, 1969) с. 209
  88. Басиев Т Т, Воронько Ю К, Прохоров А М Cпектроскопия кристаллов (Л.: Наука, 1978) с. 83
  89. Yen W M, Selzer P M Laser Spectroscopy of Solids (Eds W M Yen, P M Selzer) (Berlin: Springer-Verlag, 1981) p. 141
  90. Басиев T T Cпектроскопия кристаллов (Л.: Наука, 1983) с. 57
  91. Kohler B E Chemical and Biochemical Applications of Lasers Vol. 4 (Ed. C B Moore) (New York: Academic Press, 1979) p. 31
  92. Avarmaa R A, Rebane K K Spectrochim. Acta A 41 1365 (1985)
  93. Avarmaa R, Rebane K Studia Biophys. 48 209 (1975)
  94. Funfschilling J, Williams D F Photochem. Photobiol. 22 151 (1975)
  95. Funfschilling J, Williams D F Photochem. Photobiol. 26 109 (1977)
  96. Avarmaa R A, Schaafsma T J Chem. Phys. Lett. 71 339 (1980)
  97. Тамкиви Р П, Авармаа Р А Изв. АН СССР 42 568 (1978)
  98. Avarmaa R A, Kochubey S M, Tamkivi R P FEBS Lett. 102 139 (1979)
  99. Rebane K K, Avarmaa R A Chem. Phys. 68 191 (1982)
  100. Авармаа Р А, Суйсалу А П Оптика и спектроскопия 56 53 (1984); Avarmaa R A, Suisalu A P Opt. Spectrosc. 56 32 (1984)
  101. Avarmaa R et al. Mol. Phys. 53 605 (1986)
  102. Angiolillo P J, Leigh J S, Vandrkooi J M Photochim. Photobiol. 36 133 (1982)
  103. Valentini M A, Wright J C Chem. Phys. Lett. 100 133 (1983)
  104. Valentini M A, Wright J C J. Luminescence 31 - 32 905 (1984)
  105. Avarmaa R, Renge I, Mauring K FEBS Lett. 167 186 (1984)
  106. Sapozhnikov M N, Alekseev V I Chem. Phys. Lett. 87 487 (1982)
  107. Sapozhnikov M N, Alekseev V I Phys. Status Solidi B 120 435 (1983)
  108. Sapozhnikov M N, Alekseev V I Chem. Phys. Lett. 97 331 (1983)
  109. Rakhovskii V I, Sapozhnikov M N, Shubin A L J. Luminescence 28 301 (1983)
  110. Альшиц Е И и др. Оптика и спектроскопия 39 274 (1975); Alshits E I et al. Opt. Spectrosc. 39 156 (1975)
  111. Старухин А С и др. Изв. Эст. ССР физ.-мат. 31 (2) 145 (1982)
  112. de Vries H, Wiersma D A Phys. Rev. Lett. 36 91 (1976)
  113. Völker S J. Luminescence 36 251 (1987)
  114. Völker S, van der Waals J H Mol. Phys. 32 1703 (1976)
  115. Völker S, Macfarlane R M J. Chem. Phys. 73 4477 (1980)
  116. Friedrich J, Wolfrum H, Haarer D J. Chem. Phys. 77 2309 (1982)
  117. de Vries H, Wiersma D A Chem. Phys. Lett. 51 565 (1977)
  118. Völker S, Macfarlane R M, van der Waals J H Chem. Phys. Lett. 53 8 (1978)
  119. Völker S, Macfarlane R M IBM J. Res. Dev. 23 547 (1979)
  120. Dicker A I M, Dobkowskii J, Völker S Chem. Phys. Lett. 84 415 (1981)
  121. Olson R W et al. J. Chem. Phys. 77 2283 (1982)
  122. Seltzer P M et al. Phys. Rev. Lett. 36 813 (1976)
  123. Hegarty H, Yen W H Phys. Rev. Lett. 43 1126 (1979)
  124. Drissler F, Graf F, Haarer D Chem. Phys. Lett. 72 4996 (1980)
  125. Burland D M, Haarer D IBM J. Res. Dev. 23 534 (1979)
  126. Friedrich J et al. J. Am. Chem. Soc. 193 1030 (1981)
  127. Friedrich J et al. J. Chem. Phys. 74 2260 (1981)
  128. Hayes J M, Small G J Chem. Phys. Lett. 54 435 (1978)
  129. Hayes J M, Stout R P, Small G J J. Chem. Phys. 73 4129 (1980)
  130. Hayes J M, Stout R P, Small G J J. Chem. Phys. 74 4266 (1981)
  131. Cuellar E, Castro G Chem. Phys. 54 217 (1981)
  132. Lee H W H et al. Chem. Phys. Lett. 114 491 (1985)
  133. Carter T P et al. Chem. Phys. Lett. 102 272 (1983)
  134. Thijssen H P H, Dicker A I M, Völker S Chem. Phys. Lett. 92 7 (1982)
  135. Thijssen H P H et al. Chem. Phys. Lett. 94 537 (1983)
  136. Thijssen H P H, van den Berg R, Völker S Chem. Phys. Lett. 97 295 (1983)
  137. Thijssen H P H, van den Berg R, Völker S Chem. Phys. Lett. 103 23 (1983)
  138. Thijssen H P H, van den Berg R, Völker S J. Luminescence 31 - 32 771 (1981)
  139. Burkhalter F A et al. Chem. Phys. Lett. 94 483 (1983)
  140. Reinecke T L Solid State Commun. 32 1103 (1979)
  141. Lyo S K, Orbach R Phys. Rev. B 22 4223 (1980)
  142. Lyo S Phys. Rev. Lett. 48 688 (1982)
  143. Reineker R, Morawitz H Chem. Phys. Lett. 86 359 (1982)
  144. Reineker R, Morawitz H, Kassner K Phys. Rev. B 29 4546 (1984)
  145. Friedrich J, Haarer D, Silbey R Chem. Phys. Lett. 95 119 (1983)
  146. Jackson B, Silbey R Chem. Phys. Lett. 99 331 (1983)
  147. Anderson P W, Halperin B I, Varma C M Philos. Mag. 25 1 (1972)
  148. Phillips W A J. Low Temp. Phys. 7 351 (1972)
  149. Кривоглаз М А ЖЭТФ 88 2171 (1985); Krivoglaz M A Sov. Phys. JETP 61 1284 (1985)
  150. Кривоглаз М А ЖЭТФ 48 310 (1965); Krivoglaz M A Sov. Phys. JETP 21 204 (1965)
  151. Сапожников М Н Кратк. сообщ. по физике ФИАН (1) 10 (1987)
  152. Rauscher U et al. Phys. Rev. B 42 9830 (1990)
  153. Rauscher U, Bässler H Macromolecules 23 398 (1990)
  154. Elschner A et al. Chem. Phys. 150 81 (1991)
  155. Bässler H et al. SPIE 2362 8 (1995)
  156. Burroughes J H et al. Nature 347 539 (1990)
  157. Дробижев М А, Кобрянский В М, Сапожников М Н Письма в ЖЭТФ 63 171 (1996); Drobizhev M A, Kobryanskii V M, Sapozhnikov M N JETP Lett. 63 182 (1996)
  158. Drobizhev M A, Sapozhnikov M N, Kobryanskii V M J. Luminescence 72 - 74 490 (1997)
  159. Дробижев М А, Сакун В П, Сапожников М Н Кратк. сообщ. по физике ФИАН (10) 41 (1998)
  160. Szabo A U.S. Patent No. 3,896,420 (1975)
  161. Szabo A Phys. Rev. B 11 45212 (1975)
  162. Castro G et al. U.S. Patent No. 4,101,976 (1978)
  163. Ortiz C et al. Appl. Phys. 25 87 (1981)
  164. Romagnoli M et al. J. Opt. Soc. Am. B 1 341 (1984)
  165. Guttieres A R et al. IBM J. Res. Dev. 26 198 (1982)
  166. Haarer D SPIE 177 97 (1979)
  167. Romagnoli M, Levenson M D, Bjorklund G C J. Opt. Soc. Am. B 1 571 (1984)
  168. Bjorklund G C, Lenth W, Ortiz C SPIE 298 107 (1981)
  169. Pokrowsky P et al. Opt. Lett. 8 280 (1983)
  170. Müller K P, Haarer D Phys. Rev. Lett. 66 2344 (1991)
  171. Haarer D Mol. Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol. A 236 1 (1993)
  172. Bjorklund G C Opt. Lett. 5 15 (1980)
  173. Lenth W, Ortiz C, Bjorklund G C Opt. Lett. 6 351 (1981)
  174. Bjorklund G C et al. Appl. Phys. B 32 145 (1983)
  175. Jaaniso R, Bill H Europhys. Lett. 16 569 (1991)
  176. Holliday K et al. J. Luminescence 53 227 (1992)
  177. Hirao K, Todoroki S, Soga N J. Luminescence 55 217 (1993)
  178. Hirao K et al. Opt. Lett. 18 1586 (1993)
  179. Hirao K et al. J. Non-Cryst. Solids 152 267 (1993)
  180. Kurita A et al. Opt. Lett. 19 314 (1994)
  181. Jaaniso R, Bill H J. Luminescence 64 1730 (1995)
  182. Kodama N et al. J. Luminescence 64 181 (1995)
  183. Umezu N et al. J. Luminescence 64 195 (1995)
  184. Asatsuma T et al. J. Luminescence 64 201 (1995)
  185. Winnacker A, Shelby R M, Macfarlane R M Opt. Lett. 10 350 (1985)
  186. Schnieper M et al. Appl. Phys. Lett. 75 40 (1999)
  187. Nogami M et al. Appl. Phys. Lett. 66 2952 (1995)
  188. Maiman T H The Laser Odyssey (Blaine, WA: Laser Press, 2000); Пер. на русск. яз., Мейман Т Лазерная одиссея (М.: Печатные традиции, 2010)
  189. Rosenband T et al. Science 319 1808 (2008)
  190. Chou C W et al. Phys. Rev. Lett. 104 070802 (2010)
  191. Bloom B et al. Nature 506 71 (2014)
  192. Numata K, Kemery A, Camp J Phys. Rev. Lett. 93 250602 (2004)
  193. Kessler T, Legero T, Sterr U J. Opt. Soc. Am. B 29 178 (2012)
  194. Jiang Y Y et al. Nature Photon. 5 158 (2011)
  195. Kessler T et al. Nature Photon. 6 687 (2012)
  196. Strickland N M et al. Phys. Rev. B 62 1473 (2000)
  197. Sellin P V et al. Phys. Rev. B 63 155111 (2001)
  198. Pryde G et al. J. Lumin. 98 309 (2002)
  199. Shelby R M, Macfarlane R M Phys. Rev. Lett. 47 1172 (1981)
  200. Equall R W et al. Phys. Rev. Lett. 72 2179 (1994)
  201. Könz F et al. Phys. Rev. B 68 085109 (2003)
  202. Thorpe M J et al. Nature Photon. 5 688 (2011)
  203. Chen Q-F et al. Phys. Rev. Lett. 107 223202 (2011)
  204. Cook S, Rosenband T, Liebrandt D R Phys. Rev. Lett. 114 253902 (2015)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение