稀土氟碳酸盐矿物的振动光谱研究

利用红外光谱、拉曼光谱和X射线能谱研究了四川冕宁氟碳铈矿和内蒙白云鄂博稀土矿区的黄河矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钡矿的谱学特征。结果表明,振动光谱是表征稀土氟碳酸盐矿物结构和组分特征的有效手段。CO32-离子的ν3红外谱带或ν1拉曼谱带的频率位置、谱带分裂状况和谱峰数目取决于矿物分子中的CO32-离子数目。而CO32-离子的ν2红外谱带或ν4红外和拉曼谱带的特征可区分稀土氟碳酸盐矿物、钡稀土氟碳酸盐矿物和钙稀土氟碳酸盐矿物。发现氟碳酸盐矿物中混有少量的重晶石。     

稀土氟碳酸盐矿物的拉曼光谱研究

研究了氟碳钡铈矿Ｃｅ２Ｂａ［ＣＯ３］３Ｆ２、氟碳钙铈矿Ｃｅ２Ｃａ［ＣＯ３］３Ｆ２和氟碳铈矿Ｃｅ［ＣＯ３］２Ｆ等矿物的拉曼光谱特征。结果表明,钡稀土氟碳酸盐矿物（氟碳钡铈矿、氟碳铈钡矿、黄河矿）的Ｒａｍａｎ光谱特点是,ν１和ν２为单峰值,ν３和ν４为双峰值。钙稀土氟碳酸盐矿物（氟碳钙铈矿）的拉曼光谱带中ν１和ν４为双峰值,ν２和ν３为单峰值。稀土氟碳酸盐矿物（氟碳铈矿）的Ｒａｍａｎ光谱的特点是,ν１、ν２和ν４为单峰值,ν３为双峰值。     

基于HJ-1A-HSI提取稀土元素地球化学异常信息研究

稀土元素的特征谱带基本不随赋存状态的不同而变化,不能用于矿物种类的探测,却能够证实其自身的存在。通过研究稀土元素及其化合物在遥感可见光-近红外波段的光谱特征,分析了稀土元素含量与特征谱带吸收指数的定量关系。以内蒙古白云鄂博稀土富集地区为例进行试验,通过采集矿区典型岩矿标本的光谱、测试分析样品中Nd含量,表明Nd含量与各特征谱带的吸收深度、吸收指数均存在明显的正相关线性关系,相关性均在0.778以上。其中,726～772 nm谱带的吸收指数与Nd含量相关性最好,达到0.937。在此基础上,结合HJ-1A-HSI高光谱遥感数据的波段设置,构建了定量反演Nd含量的最优模型,并以此反演了区域Nd元素遥感地球化学异常信息。结果表明：与1∶20万水系沉积物地球化学异常对比,二者总体相关性良好。为快速获取区域稀土元素地球化学异常提供了新的手段。     

Upconversion Luminescence of SrTiO3:Er3+ Ultrafine Powders Produced by 785 nm Laser

以NaCl熔盐法制备了Er3+掺杂的SrTiO3超细粉末. 用X射线衍射、场发射扫描电镜和傅立叶红外光谱研究了SrTiO3:Er3+的结构性质. 测量了514.5 nm激光激发下样品的Stokes荧光谱. 在785 nm激光激发下,观测到很强的绿色和红色上转换发光. 通过研究上转换发光的激发光功率依赖关系、Er3+浓度依赖关系,研究了上转换发光机理. 指出了可能的激发态吸收过程和能量传递过程. 上转换发光性质表明SrTiO3:Er3+超细粉末可用做上转换荧光粉.     

两种激发波长下蔬菜水果的拉曼光谱对比研究

本文通过改变不同的激光光源波长,测试分析了一系列蔬菜水果表面的拉曼谱。比较514.5nm和1064nm波长下的拉曼谱,发现514.5nm激发下许多蔬菜水果的拉曼谱均出现胡萝卜素的共振拉曼光谱,同时有很强的光荧光。更换成1064nm的近红外激光波长后,基本消除了光荧光和共振效应的影响,可用来测量蔬菜水果的有效成分,而514.5nm激发下只出现胡萝卜素的光谱,为区分蔬菜水果表面的外来物质,如农药,提供了很大的方便。     

特殊变色蓝宝石的紫外-可见光光谱研究

坦桑尼亚Umba出产颜色丰富的刚玉,该研究对象是一颗来自Umba的具有特殊变色效应的蓝宝石,D65光源（色温6 500 K）下呈现淡黄色,A光源（色温2 856 K）下呈现淡紫红色。为了研究这颗变色蓝宝石紫外-可见光光谱中的谱峰归属与变色成因,该研究使用电荷补偿理论来分析此样品紫外-可见光光谱中的谱峰归属。采用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）对这颗变色蓝宝石进行了测试。结果发现,变色蓝宝石紫外-可见光光谱中存在位于377,388和450 nm处的3个吸收峰和1个以560 nm为中心的宽缓吸收带。样品的颜色主要受450 nm处吸收峰和以560 nm为中心的吸收带影响,其中以560 nm为中心的吸收带造成了这颗蓝宝石的变色效应。根据激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的测试结果,样品中主要杂质元素有Fe,Ti,Cr,V和Mg等。样品紫外-可见光光谱中377,388和450 nm处的吸收峰是由Fe3+导致。蓝宝石中的Cr3+,V3+,Fe2+-Ti4+对都可以在560 nm附近产生吸收,结合电荷补偿理论分析,刚玉中的Mg2+会优先和Ti4+进行电荷补偿,样品中Mg含量要稍微高于Ti,推测样品中几乎所有Ti4+会与Mg2+进行电荷补偿,因此样品中几乎不会存在Fe2+-Ti4+对。Fe2+-Ti4+对电荷转移产生的吸收特征具有很强的偏振性,尤其是在580 nm以后的吸收特征会随着偏振方向的改变而有很明显的变化。偏振紫外-可见光光谱测试发现以560 nm为中心的吸收带没有明显的偏振性,进一步验证了样品中几乎没有Fe2+-Ti4+对,因此以560 nm为中心的吸收带主要是由于Cr3+和V3+造成的。样品的颜色主要是由Fe3+,Cr3+和V3+引起的,而变色效应主要是由Cr3+和V3+导致。结合电荷补偿机制与偏振-紫外可见光光谱来解释这颗变色蓝宝石的紫外-可见光光谱中以560 nm为中心的吸收带的归属,为研究刚玉紫外-可见光光谱中较为常见的位于560 nm左右吸收带的归属提供了一种新的研究思路。     

钕有机框架配合物Nd(BTC)的双光子上转换荧光

稀土上转换荧光材料和金属有机框架配合物是材料学、化学等学科近年来的两大研究热点,引起了广泛的研究关注。其中,基于稀土元素Nd3+的配合物是目前较为普遍的上转换荧光材料。文章表征了通过溶剂热法合成的稀土有机框架配合物Nd(BTC)的吸收和荧光等光谱性能,发现在808 nm的激光激发下,Nd(BTC)的荧光峰位于1 064 nm左右;在580 nm的激光激发下,获得了位于450 nm左右的上转换荧光峰,其上转换发光机理可归结于激发态吸收和能量传递上转换。上述结果表明,该框架配合物可作为一种上转换发光材料,有望应用于生物荧光标记、荧光显示等多个领域。     

LiKGdF5:Er,Dy单晶的UV、VUV光谱和量子剪裁

报道了LiKGdF₅:Er(2%),Dy(0.4%)单晶在紫外激光和同步辐射真空紫外光激发下的光谱特性,讨论了在不同激光(He-Cd激光,325nm;3倍频的YAG:Nd激光,355nm)激发下Er³⁺离子和Dy³⁺离子的相对发射强度及其物理原因.通过真空紫外区激发光谱的测量,确定了Dy³⁺离子的4f⁸5d吸收带以及Er³⁺离子的4f¹⁰5d吸收带的能量位置.实验结果表明,用156.6nm的高能光子激发Er³⁺离子的4f¹⁰5d吸收带,可以产生量子效率高达200%的量子剪裁现象,并给予了合理的解释.     

ZBLAN玻璃中Nd~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)的上转换发光特性

采用高温固相法制备了Nd,Tm和Yb掺杂的ZBLAN玻璃上转换材料.Tm3+,Yb3+的摩尔浓度分别固定为0.01%,0.3%,Nd3+摩尔浓度变化范围为0.1%～2%.在室温下,测试了样品在300～1 000nm间的吸收光谱.在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换光谱.实验发现,样品在798 nm红外光激发下发出了较强的多波段(红,蓝和绿)的可见光.由上转换可见光各波段的发射谱线,给出了能级跃迁机制.蓝光主要来源于Tm3+的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Nd3+的2H7/2到基态4I9/2的跃迁,红光来源于Nd3+的2H11/2到基态4i9/2的跃迁.研究发现,在Nd3+,Tm3+,Yb3+:ZBLAN玻璃样品中存在激发态吸收,能最转移和交叉弛豫等上转换过程.其发光机理是Nd3+,TM3+和Yb3+离子之间的能量转移.根据Nd3+摩尔浓度不同其上转换发光强度不同,分析了掺入稀土的浓度对上转换发光效率的影响.当Nd3+浓度为1.5%(摩尔分数)时上转换发光最强,大于1.5%后发光开始减弱.     

飞秒脉冲激光沉积钕掺杂薄膜特性研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上生长了Nd∶YAG薄膜以及Nd∶Glass薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学掺量振荡器(OPO)以及光栅光谱仪等测试装置分析了薄膜的表面和断面结构形貌、组成成分、光学吸收谱以及光致发光谱。结果表明：在室温衬底温度下生长的Nd∶YAG薄膜以及Nd∶Glass薄膜均呈无规则非定型结构,没有明显的取向性微晶生长;PLD生长的Nd∶YAG薄膜中存在0.15 at.%化学计量比的Nd元素;Nd∶YAG块体靶材在750和808 nm有两个明显的吸收峰,而薄膜没有明显的吸收峰;Nd∶YAG薄膜在808 nm波长泵浦光下没有明显的光致发光谱峰,而Nd∶Glass薄膜在877和1 064 nm波长处有明显的光致发光谱峰。说明在室温衬底温度下生长的Nd∶Glass薄膜中Nd元素以Nd3+光学活性离子形式掺杂进玻璃基质中,而Nd∶YAG薄膜中的Nd元素没有以Nd3+光学活性离子形式掺杂进YAG基质中。     

光谱纯Y2O3,La2O3,Lu2O3中微量杂质的光致发光谱研究

测定了光谱纯稀土化合物Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｌｕ２Ｏ３中微量杂质在４８８．０ｎｍ和５１４．５ｎｍ激光线激发下的光致发光谱以及在可见光４４５～７４１ｎｍ范围内吸收谱，Ｙ２Ｏ３，Ｌｕ２Ｏ３样品在４４８．０ｎｍ和５１４．５ｎｍ激光激发下都有发光效应，而Ｌａ２Ｏ３样品只在４８８．０ｎｍ激光激发下才发光，分析了结果表明，Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｌｕ２Ｏ３的发光谱分别是由其存在的微量Ｅｒ＾３＋，Ｓｍ＾３＋和Ｅｕ     

易解石族矿物的Raman光谱和光致发光谱研究

测定并讨论了中国白云鄂博矿区变生及退火晶态易解石族矿物Ｒａｍａｎ光谱和光致发光谱,与退火晶质矿物相比,变生态易解石的Ｒａｍａｎ光谱和光致发光谱的强度降低,谱线宽化弥散,说明在变生过程中,矿物的结构发生畸变,元素分布趋于无序。分析表明,易解石族矿物在５１４．５ｎｍ激光激发下的所有光致发光谱峰均出自Ｎｄ＾３＋的辐射跃迁。     

白云鄂博变生褐钇铌矿的Raman光谱和光致发光谱

测定了白云鄂博变生及退火结晶的褐钇铌矿和褐铈铌矿的Raman光谱，并讨论了结构、成分对Raman光谱的影响.它们的Raman光谱出现在840—600，340—280及200—50cm^-1的三个区，前两者为NbO^3-₄四面体的伸缩振动和弯曲振动频率，后者为稀土离子和NbO^3-₄四面体的外振动模式，通过对褐钇铌矿族矿物Raman光谱的比较分析，表明aman光谱可以有效地反映出该类矿物的结构畸变.还发现 关键词：     

Study of the protoporphyrin luminescence under selective laser excitation

The structural luminescence spectra of protoporphyrin IX solid solutions in ethanol and hydrochloric acid were obtained under selective laser excitation in the region of the inhomogeneouly broadened pure electronic and vibronic bands at T = 3.8 K. The dependence of the excitation selectivity on the excitation frequency was investigated. The vibrational frequencies of protoporphyrin IX were obtained in the ground and excited electronic states when the excitation frequency has been scanned in the region of pure electronic and vibronic bands, respectively. A universal apparatus is described for the investigation of the absorption and luminescence spectra of polyatomic molecules in the temperature range from 3.5 to 300 K under the dye laser excitation tunable in the spectral region 265–365 nm, 435–730 nm, detection of spectra in the region 300–900 nm with a polychromator and silicon intensified image detector and processing of the spectral information with an optical spectrum analyser controlled with a microcomputer.     

光纤共振和预共振喇曼光谱

在液芯光纤内产生共振和预共振喇曼效应,喇曼光谱强度可以大幅度提高,最高可达10⁹倍.本文介绍获得光纤(预)共振喇曼光谱的可行性、实验及实验结果.用远离吸收带的激光激发获得了α甲基吡啶预共振喇曼光谱.用小功率激光(0.8mW)、低浓度溶液(9.6×10¹²mol/L)还获得了β叶红素在CS₂中的共振喇曼光谱.     

Pulsed laser oscillation at 488.0 nm and 514.5 nm in an Ar-He Pseudospark discharge

Pulsed laser oscillation at the 488.0 and 514.5 nm transitions of Ar II was observed in an Ar-He pseudospark discharge. The time delay between current rise and laser pulse of the 488.0 nm line was 2.5 μs.     

稀土化合物Raman谱中荧光带的辨认

研究了三价稀土氧化物及退火结晶褐钇铌矿和褐铈铌矿在４８８０和５１４５ｎｍ激光激发下所得Ｒａｍａｎ光谱中的荧光带。结果表明,在这两种激光线激发下,Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋和Ｅｒ３＋的荧光对稀土化合物的Ｒａｍａｎ光谱有很大干扰。提出几种在稀土化合物Ｒａｍａｎ光谱中辨认荧光带的方法。     

用巯基乙酸作稳定剂制备CdSe纳米晶的光学性质

以巯基乙酸为稳定剂制备了CdSe纳米晶，通过尺寸选择沉淀得到2nm到3nm之间不同尺寸的纳米晶，利用室温光吸收，光致发光（PL）和光致发光激发（PLE）谱来研究了CdSe纳米团簇的光学性质。紫外－可见吸收谱给了具有清晰激光特征的尖锐吸收边，这表明样品的尺寸分布很窄。光致发光研究表明，样品有两个发射带，一个具有较高能量位于吸收边，来自电子－空穴对从最低激发态能级弛豫后的辐射复合，另一个低能发射带归属于基质与纳米晶界面存在的俘获中心。PLE谱中有2个吸收带，分别是S－S和P－P跃迁。最后还给出了不同激发能量下的发光特性。     

真空紫外-紫外光激发下的Na_2SO_4:TbF_3的发光性质

在空气中900℃温度下,对纯天然无水芒硝(Na2SO4)和TbF3的混合粉末加热20min,制备了Na2SO4:TbF3发光材料。并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱。发射光谱有一系列由于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=6,5,4,3,2)和5D3→7FJ(J=6,5,4,3,2)跃迁发射峰。通过监测542nm处发光得到的激发光谱,分别由Tb3+离子4fn→4fn-15d跃迁(187,193,218nm),基质吸收(165,200,240nm)引起的强激发谱和禁戒的f-f跃迁产生的弱激发谱组成。在TbF3的掺杂量在0.3%～2%范围内,随着Tb3+离子掺杂量的增加,真空紫外区的激发谱相应地逐渐增强。     

Raman scattering and luminescence of yttria nanopowders and ceramics

We have studied Raman scattering in yttria nanopowders and ceramics that was excited by radiation at wavelengths of 514.5 and 632.8 nm. We show that, in undoped nanopowders and cubic phase of doped yttria ceramics, only the Raman scattering by phonons is observed, with no other Raman scattering centers having been revealed. In nanopowders of the monoclinic phase, we have observed an additional Raman line with a Raman shift of 1093 ± 4 cm^?1. If all the objects under investigation are excited by the radiation at a wavelength of 514.5 nm, their spectra exhibit four series of photoluminescence lines, two of which (at λ = 521–523 and 538–564 nm) are emitted by Er³⁺ ions, “impurity” dopants, while the other two lines (at λ = 607–635 and 644–684 nm) are emitted by intrinsic centers. Under excitation by the radiation at a wavelength of 632.8 nm, only a series of bands at λ = 644–684 nm is emitted. In addition to these photoluminescence bands, neodymium-doped ceramics show photoluminescence bands of Nd³⁺ ions. We have shown that intrinsic luminescence centers, which occur in all the examined specimens, are capable of acting as acceptors with respect to neodymium ions excited to the upper laser level.