Рис. 2. Схема энергетических
уровней в кристалле рубина
(1–3 — уровни)
жизни электронов на уровнях
E
и 2
A
составляет
10
−
3
с. По истечении этого
времени электроны снова возвращают-
ся на основной уровень
4
A
2
. Переходам
E
→
4
A
2
и 2
A
→
4
A
2
соответствует
люминесценция в
R
1
- (692,9 нм) и
R
2
-
линиях (694,2 нм). Если освещать кри-
сталл рубина светом источника, обла-
дающего достаточно большой интенсив-
ностью в области поглощения рубина,
то происходит накопление электронов на
уровнях
E
и 2
A
и может возникнуть ин-
версия населенностей этих уровней по
отношению к основному уровню
4
A
2
.
Методика эксперимента.
Принципиальная схема эксперимента
представлена на рис. 3. Исследована пластинка толщиной 2,5 мм кри-
сталла рубина
Al
2
O
3
с примесью около 0,05% Cr
3+
диаметром 16 мм.
Для оптического возбуждения использовали ряд светодиодов LED с
длинами волн, нм: 365; 382; 410; 453; 527; 590; 640. Спектры люми-
несценции регистрировали с помощью цифрового спектрофотометра
FSD-8.
Излучение от светодиода
1
проходило через оптоволоконный све-
товод
2
и попадало на нижнюю грань пластинки
3
, установленной
на подставке
4
. Вторичное излучение посредством оптоволоконного
световода
5
направлялось в цифровой спектрофотометр
6
. Получен-
ные спектрофотометром данные обрабатывались в пакете для анализа
данных Origin Pro на компьютере
7
.
Результаты и их обсуждение.
Полученные спектры люминесцен-
ции представлены на рис. 4.
При сопоставлении спектра люминесценции кристалла рубина и
спектра поглощения (см. рис. 1) ясно, что экспериментально полу-
ченные значения интенсивности люминесценции в области
R
-линий
Рис. 3. Схема экспериментальной установки по изучению люминесценции на
кристалле рубина:
1
— светодиод;
2
,
5
— оптоволоконные световоды;
3
— пластинка кристаллa рубина;
4
— подставка;
6
— цифровой спектрофотометр;
7
— компьютер
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 5
35
