Abstract

We report what is to our knowledge the first measurement of linear and nonlinear spectroscopic properties for the 7F05D0 transition of Eu3+:Y2SiO5. Two clearly resolved lines at 579.879 and 580.049 nm, stemming from different sites, show dissimilar photoluminescence and hole spectra. In addition, these two sites have different inhomogeneous and homogeneous linewidths, which suggests that the local-field effect is smaller for one site. Specifically, the less affected site exhibits the longest dephasing time (822 μs) of any solid, which corresponds to a homogeneous linewidth of 387 Hz, and this linewidth is found to persist for hours without apparent spectral diffusion.

© 1991 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. E. Moerner, ed., Persistent Spectral Hole-Burning: Science and Applications, Vol. 44 of Topics in Current Physics (Springer-Verlag, Berlin, 1988).
    [CrossRef]
  2. T. W. Mossberg, Opt. Lett. 7, 77 (1982); M. Mitsunaga, M. K. Kim, E. Xu, R. Kachru, Opt. Lett. 13, 536 (1988); J. M. Zhang, D. J. Gauthier, J. Huang, T. W. Mossberg, Opt. Lett. 16, 103 (1991); M. Mitsunaga, R. Yano, N. Uesugi, Opt. Lett. 16, 264 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, Opt. Commun. 39, 169 (1981).
    [CrossRef]
  4. A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
    [CrossRef]
  5. R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, in Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, A. A. Kaplyanskii, R. M. Macfarlane, eds. (North-Holland, Amsterdam, 1987).
  6. R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 43, 1726 (1979).
    [CrossRef]
  7. J. Huang, J. M. Zhang, A. Lezama, T. W. Mossberg, Phys. Rev. Lett. 63, 78 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. M. Mitsunaga, N. Uesugi, Opt. Lett. 15, 195 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, Phys. Rev. Lett. 45, 1098 (1980); J. Huang, J. M. Zhang, T. W. Mossberg, Opt. Commun. 75, 29 (1990).
    [CrossRef]
  10. R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, J. Lumin. 31/32, 839 (1984); Y. S. Bai, M. D. Fayer, Phys. Rev. B 39, 11066 (1989).
    [CrossRef]

1990 (1)

1989 (1)

J. Huang, J. M. Zhang, A. Lezama, T. W. Mossberg, Phys. Rev. Lett. 63, 78 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

1986 (1)

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

1984 (1)

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, J. Lumin. 31/32, 839 (1984); Y. S. Bai, M. D. Fayer, Phys. Rev. B 39, 11066 (1989).
[CrossRef]

1982 (1)

1981 (1)

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, Opt. Commun. 39, 169 (1981).
[CrossRef]

1980 (1)

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, Phys. Rev. Lett. 45, 1098 (1980); J. Huang, J. M. Zhang, T. W. Mossberg, Opt. Commun. 75, 29 (1990).
[CrossRef]

1979 (1)

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 43, 1726 (1979).
[CrossRef]

Huang, J.

J. Huang, J. M. Zhang, A. Lezama, T. W. Mossberg, Phys. Rev. Lett. 63, 78 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Korovkin, A. M.

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Lezama, A.

J. Huang, J. M. Zhang, A. Lezama, T. W. Mossberg, Phys. Rev. Lett. 63, 78 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Macfarlane, R. M.

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, J. Lumin. 31/32, 839 (1984); Y. S. Bai, M. D. Fayer, Phys. Rev. B 39, 11066 (1989).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, Opt. Commun. 39, 169 (1981).
[CrossRef]

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, Phys. Rev. Lett. 45, 1098 (1980); J. Huang, J. M. Zhang, T. W. Mossberg, Opt. Commun. 75, 29 (1990).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 43, 1726 (1979).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, in Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, A. A. Kaplyanskii, R. M. Macfarlane, eds. (North-Holland, Amsterdam, 1987).

Mitsunaga, M.

Morozova, L. G.

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Mossberg, T. W.

Petrov, M. V.

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Poletimova, A. V.

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Przhevusskii, A. K.

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Shelby, R. M.

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, J. Lumin. 31/32, 839 (1984); Y. S. Bai, M. D. Fayer, Phys. Rev. B 39, 11066 (1989).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, Opt. Commun. 39, 169 (1981).
[CrossRef]

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, Phys. Rev. Lett. 45, 1098 (1980); J. Huang, J. M. Zhang, T. W. Mossberg, Opt. Commun. 75, 29 (1990).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 43, 1726 (1979).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, in Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, A. A. Kaplyanskii, R. M. Macfarlane, eds. (North-Holland, Amsterdam, 1987).

Shoemaker, R. L.

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 43, 1726 (1979).
[CrossRef]

Tkachuk, A. M.

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Uesugi, N.

Zhang, J. M.

J. Huang, J. M. Zhang, A. Lezama, T. W. Mossberg, Phys. Rev. Lett. 63, 78 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

J. Lumin. (1)

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, J. Lumin. 31/32, 839 (1984); Y. S. Bai, M. D. Fayer, Phys. Rev. B 39, 11066 (1989).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, Opt. Commun. 39, 169 (1981).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Opt. Spectrosc. (USSR) (1)

A. M. Tkachuk, A. K. Przhevusskii, L. G. Morozova, A. V. Poletimova, M. V. Petrov, A. M. Korovkin, Opt. Spectrosc. (USSR) 60, 176 (1986); R. Beach, M. D. Shinn, L. Davis, R. W. Solarz, W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1405 (1990).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (3)

R. M. Shelby, R. M. Macfarlane, Phys. Rev. Lett. 45, 1098 (1980); J. Huang, J. M. Zhang, T. W. Mossberg, Opt. Commun. 75, 29 (1990).
[CrossRef]

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 43, 1726 (1979).
[CrossRef]

J. Huang, J. M. Zhang, A. Lezama, T. W. Mossberg, Phys. Rev. Lett. 63, 78 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Other (2)

R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, in Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, A. A. Kaplyanskii, R. M. Macfarlane, eds. (North-Holland, Amsterdam, 1987).

W. E. Moerner, ed., Persistent Spectral Hole-Burning: Science and Applications, Vol. 44 of Topics in Current Physics (Springer-Verlag, Berlin, 1988).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Photoluminescence excitation or absorption spectra for the 7F05D0 transition of Eu3+:Y2SiO5 at room temperature and 6 K. (b) Photoluminescence spectra obtained by exciting sites 1 and 2 selectively.

Fig. 2
Fig. 2

Hole-burning spectra of sites 1 and 2 of Eu3+:Y2SiO5 at 6 K.

Fig. 3
Fig. 3

Echo-decay curves of sites 1 and 2 of Eu3+:Y2SiO5 at 6 K excited by gated pulses from a cw ring dye laser. The centers of the inhomogeneous absorption lines were excited in both cases.

Tables (2)

Tables Icon

Table 1 Stark-Level Structure of the Ground-State Manifolds of Eu3+:Y2SiO5 at T = 6 K

Tables Icon

Table 2 Optical and Hyperfine Parameters for the 7F05D0 Transition of Eu3+:Y2SiO5 at T = 6 K

Metrics