Abstract

A microscopic fluorescence imaging system is used to detect optically active centers located inside a transparent dielectric crystal. Defect centers in the bulk of KH2PO4 crystals are imaged based on their near-infrared emission following photoexcitation. The spatial resolution of the system is 1 μm in the image plane and 25 μm in depth. The experimental results indicate the presence of a large number of optically active defect clusters in different KH2PO4 crystals, whereas the concentration of these clusters depends on the crystal sector and growth method.

© 1999 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. T. Basiev and S. B. Mirov, in Laser Science and Technology:?An International Handbook, S. S. Letokhov, C. V. Shank, Y. R. Shen, and H. Walther, eds. (Harwood Academic, Chur, Switzerland, 1994), Vol. 16, pp. 13–14.
  2. J. M. Vail, J. Phys. Chem. Solids 51, 589 (1990), and references therein.
    [CrossRef]
  3. A. M. T. Allen and J. D. Comins, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 65, 516 (1992).
    [CrossRef]
  4. A. V. Gektin, V. Y. Serebryanny, and N. V. Shiran, Phys. Status Solidi A 134, 351 (1992).
    [CrossRef]
  5. E. Kotomin, M. Zaiser, and W. Soppe, Phil. Mag. A 70, 313 (1994).
    [CrossRef]
  6. E. M. Campbell, Fusion Technol. 26, 755 (1994).
  7. N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
    [CrossRef]
  8. J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
    [CrossRef]
  9. C. D. Marshall, S. A. Payne, M. A. Henesian, J. A. Speth, and H. T. Powell, J. Opt. Soc. Am. B 11, 774 (1994).
    [CrossRef]
  10. C. Y. She and C. L. Pan, Solid State Commun. 17, 529 (1975), and references therein.
    [CrossRef]
  11. K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
    [CrossRef]
  12. M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
    [CrossRef]
  13. S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
    [CrossRef]
  14. S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
    [CrossRef]
  15. X. A. Shen, S. C. Jones, and P. Braunlich, Phys. Rev. Lett. 62, 2711 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
    [CrossRef]

1998 (2)

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

1997 (3)

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

1994 (3)

E. Kotomin, M. Zaiser, and W. Soppe, Phil. Mag. A 70, 313 (1994).
[CrossRef]

E. M. Campbell, Fusion Technol. 26, 755 (1994).

C. D. Marshall, S. A. Payne, M. A. Henesian, J. A. Speth, and H. T. Powell, J. Opt. Soc. Am. B 11, 774 (1994).
[CrossRef]

1993 (1)

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
[CrossRef]

1992 (2)

A. M. T. Allen and J. D. Comins, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 65, 516 (1992).
[CrossRef]

A. V. Gektin, V. Y. Serebryanny, and N. V. Shiran, Phys. Status Solidi A 134, 351 (1992).
[CrossRef]

1990 (1)

J. M. Vail, J. Phys. Chem. Solids 51, 589 (1990), and references therein.
[CrossRef]

1989 (1)

X. A. Shen, S. C. Jones, and P. Braunlich, Phys. Rev. Lett. 62, 2711 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

1975 (1)

C. Y. She and C. L. Pan, Solid State Commun. 17, 529 (1975), and references therein.
[CrossRef]

Allen, A. M. T.

A. M. T. Allen and J. D. Comins, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 65, 516 (1992).
[CrossRef]

Atherton, L. J.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Basiev, T. T.

T. T. Basiev and S. B. Mirov, in Laser Science and Technology:?An International Handbook, S. S. Letokhov, C. V. Shank, Y. R. Shen, and H. Walther, eds. (Harwood Academic, Chur, Switzerland, 1994), Vol. 16, pp. 13–14.

Braunlich, P.

X. A. Shen, S. C. Jones, and P. Braunlich, Phys. Rev. Lett. 62, 2711 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Campbell, E. M.

E. M. Campbell, Fusion Technol. 26, 755 (1994).

Comins, J. D.

A. M. T. Allen and J. D. Comins, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 65, 516 (1992).
[CrossRef]

Davis, J. E.

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
[CrossRef]

De Yoreo, J. J.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Dehaven, M. R.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Demos, S. G.

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

DeYoreo, J. J.

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Fujioka, K.

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

Fujita, H.

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

Gektin, A. V.

A. V. Gektin, V. Y. Serebryanny, and N. V. Shiran, Phys. Status Solidi A 134, 351 (1992).
[CrossRef]

Halliburton, L. E.

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

Henesian, M. A.

Hughes, R. S.

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
[CrossRef]

Hutcheon, I.

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Jones, S. C.

X. A. Shen, S. C. Jones, and P. Braunlich, Phys. Rev. Lett. 62, 2711 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Kanabe, T.

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

Kotomin, E.

E. Kotomin, M. Zaiser, and W. Soppe, Phil. Mag. A 70, 313 (1994).
[CrossRef]

Kozlowski, M.

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

Lee, H. W. H.

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
[CrossRef]

Marshall, C. D.

Matsuo, S.

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

Mirov, S. B.

T. T. Basiev and S. B. Mirov, in Laser Science and Technology:?An International Handbook, S. S. Letokhov, C. V. Shank, Y. R. Shen, and H. Walther, eds. (Harwood Academic, Chur, Switzerland, 1994), Vol. 16, pp. 13–14.

Montgomery, K. E.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Nakatsuka, M.

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

Pan, C. L.

C. Y. She and C. L. Pan, Solid State Commun. 17, 529 (1975), and references therein.
[CrossRef]

Payne, S. A.

Powell, H. T.

Radousky, H. B.

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

Richardson, M.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Runkel, M.

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Serebryanny, V. Y.

A. V. Gektin, V. Y. Serebryanny, and N. V. Shiran, Phys. Status Solidi A 134, 351 (1992).
[CrossRef]

Setzler, S. D.

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

She, C. Y.

C. Y. She and C. L. Pan, Solid State Commun. 17, 529 (1975), and references therein.
[CrossRef]

Shen, X. A.

X. A. Shen, S. C. Jones, and P. Braunlich, Phys. Rev. Lett. 62, 2711 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Shiran, N. V.

A. V. Gektin, V. Y. Serebryanny, and N. V. Shiran, Phys. Status Solidi A 134, 351 (1992).
[CrossRef]

Soppe, W.

E. Kotomin, M. Zaiser, and W. Soppe, Phil. Mag. A 70, 313 (1994).
[CrossRef]

Speth, J. A.

Staggs, M.

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Stevens, K. T.

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

Torres, R.

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Vail, J. M.

J. M. Vail, J. Phys. Chem. Solids 51, 589 (1990), and references therein.
[CrossRef]

Vital, R. L.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Wo, Z.

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

Woods, B.

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Yan, M.

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Zaiser, M.

E. Kotomin, M. Zaiser, and W. Soppe, Phil. Mag. A 70, 313 (1994).
[CrossRef]

Zaisteva, N.

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Zaitseva, N. P.

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. DeYoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Chem. Phys. Lett. (1)

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
[CrossRef]

Fusion Technol. (1)

E. M. Campbell, Fusion Technol. 26, 755 (1994).

J. Cryst. Growth (2)

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

K. Fujioka, S. Matsuo, T. Kanabe, H. Fujita, and M. Nakatsuka, J. Cryst. Growth 181, 265 (1997).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

J. Phys. Chem. Solids (1)

J. M. Vail, J. Phys. Chem. Solids 51, 589 (1990), and references therein.
[CrossRef]

Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B (1)

A. M. T. Allen and J. D. Comins, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 65, 516 (1992).
[CrossRef]

Phil. Mag. A (1)

E. Kotomin, M. Zaiser, and W. Soppe, Phil. Mag. A 70, 313 (1994).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (1)

S. D. Setzler, K. T. Stevens, L. E. Halliburton, M. Yan, N. P. Zaitseva, and J. J. DeYoreo, Phys. Rev. B 57, 2643 (1998).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

X. A. Shen, S. C. Jones, and P. Braunlich, Phys. Rev. Lett. 62, 2711 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Status Solidi A (1)

A. V. Gektin, V. Y. Serebryanny, and N. V. Shiran, Phys. Status Solidi A 134, 351 (1992).
[CrossRef]

Proc. SPIE (2)

B. Woods, M. Yan, J. J. DeYoreo, M. Kozlowski, H. B. Radousky, and Z. Wo, Proc. SPIE 3244, 242 (1997).
[CrossRef]

M. Yan, R. Torres, M. Runkel, B. Woods, I. Hutcheon, N. Zaisteva, and J. J. DeYoreo, Proc. SPIE 2966, 11 (1996).
[CrossRef]

Solid State Commun. (1)

C. Y. She and C. L. Pan, Solid State Commun. 17, 529 (1975), and references therein.
[CrossRef]

Other (1)

T. T. Basiev and S. B. Mirov, in Laser Science and Technology:?An International Handbook, S. S. Letokhov, C. V. Shank, Y. R. Shen, and H. Walther, eds. (Harwood Academic, Chur, Switzerland, 1994), Vol. 16, pp. 13–14.

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

Schematic diagram of the microscopic fluorescence imaging experimental setup.

Fig. 2
Fig. 2

Microscopic fluorescence images of a 70 μm×70 μm×25 μm section of a fast-grown KDP crystal in (a) the pyramidal sector and (b) the prismatic sector obtained with a 100× microscope objective. (c) Digitized intensity profile across an emission cluster (shown in the inset).

Fig. 3
Fig. 3

(a) Microscopic fluorescence image obtained with a 5× microscopic objective of a 1500 μm×1500 μm×25 μm section of a fast-grown KDP crystal at the boundary between prismatic (upper left) and pyramidal (lower right) sectors. (b) Spectral profiles of the image intensity in the 500–800-nm region in the prism and pyramid sectors and their difference spectrum (with the intensity enhanced by a factor of 10).

Metrics