Growth, spectroscopy, and stimulated emission of cubic Bi4Ge3O12 crystals doped with Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, or Yb3+ ions

Abstract

Growth, spectral and laser properties of Bi4Ge3O12 crystals doped with TR3+ (Dy3+, Ho3+, Tm3+, Er3+, or Yb3+) ions, are investigated. Absorption and luminescence spectra of Er3+ and Yb3+ ions are analysed and their crystal-field splitting schemes according to energies up to 18400 cm−1 determined. Using the Judd-Ofelt approach of electric-dipole transitions, the integral absorption coefficients of Er3+ ions are analysed. The intensity parameter Ωt, transition probabilities from some excited states, and inter-manifold luminescence branching ratios are calculated. Ergebnisse über Züchtung, Spektroskopie und Lasereigenschaften von Bi4Ge3O12-Einkristallen, dotiert mit den Seltenerdionen Dy3+, Ho3+, Tm3+, Er3+ bzw. Yb3+, werden mitgeteilt, weiterhin für Er3+ und Yb3+ die Absorptions- und Lumineszenzspektren sowie die Aufspaltungsschemata im Kristallfeld. Die integralen Absorptionskoeffizienten von Er3+-Ionen werden anhand der Judd-Ofelt-Näherung für elektrische Dipolübergänge analysiert und der Intensitätsparameter Ωt, die Übergangswahrscheinlichkeiten einiger angeregter Zustände und die Verzweigungsverhältnisse in die verschiedenen Lumineszenzkanäle berechnet.