无水NdCl_3和无水PrCl_3单晶体中Nd~(3 )的吸收光谱及其量子态

在光谱的可见和近红外区域内系统地研究了无水NdCl_3和无水PrCl_3(含0.1％NdCl_3)单晶体中Nd~(3 )的吸收光谱。其吸收光谱线群的结构与含2％NdCl_3的无水LaCl_3单晶体中的Nd~(3 )的吸收光谱一样,只是所有相应的吸收光谱线群有一个向光谱长波端的整体移位。相应上子能级间的移位(相对于基态)与单晶体原胞长度c_0成正比(见图3)。     

LiYF_4:Nd~(3+)的吸收光谱和它的子能级

生长了LiYF_4:Nd~(3+)单晶体,从吸收光谱测定了Nd~(3+)在LiYF_4中的斯塔克子能级的能量值,首次发现,在同种晶体中,由于相对应的晶轴长度的不同将使子能级的能量值稍有差异。同时,又根据Judd-Racah理论进行了计算。     

YAlO_3:Nd~(3 )的子能级R_1和R_2的热移位

实验测定了YAlO_3:Nd~(3 )的子能级R_1,R_2的热移位值。研究了单声子项中积分主值的行为,并计入光频支项对子能级热移位的贡献。用包含Raman项、单声子顶、光频支项的公式拟合计算子能级R_1,R_2 的热移位,拟合计算值与实验值符合得很好。     

LaF_3:Nd~(3 )的斯塔克子能级能量值的计算

用C_2格位对称的晶体场哈密顿量对LaF_3:Nd~(3 )进行全谱项能量值的拟合计算,单次计算的均方根误差σ约为20.2cm~(-1)。同时,本文更正了以前对少数子能级的不正确归属。     

激光陶瓷晶体最佳掺杂浓度的理论研究

由于微观结构的差异,使激光单晶的理论计算方法并不适用于激光陶瓷晶体,本文通过分析激光陶瓷晶体的荧光衰减曲线和晶界特性,获得了连续抽运和脉冲抽运条件下激光陶瓷上能级布居数与掺杂浓度的关系表达式:并以Nd~(3+):YAG激光陶瓷为例,研究其最佳掺杂浓度,就其激光性能与Nd~(3+):YAG激光单晶进行了比较研究,结果表明:Nd~(3+):YAG激光陶瓷不但最佳掺杂浓度大,而且在掺杂浓度相同时,其上能级布居数较高,并且Nd~(3+):YAG激光陶瓷在很大掺杂浓度范围内的上能级布居数都大于激光单晶在最佳掺杂浓度时的上能级布居数。     

LiYF_4:Nd~(3+)的电子喇曼散射与双光子荧光

首次观察到下列LiYF_4:Nd~(3+)的光谱:用波长λ为4880的Ar~+激光激发的~4I_(11/2)能级所属斯塔克子能级Y_1—Y_6的电子和电-声子喇曼散射谱;用波长λ为6943的红宝石激光激发的双光子荧光和电-声子荧光谱。     

磷酸盐玻璃中Yb~(3+)和Nd~(3+)之间的声子参助能量转移

本文中报道了磷酸盐玻璃中Nd~(3+),Yb~(3+)的时间分辨谱和激发能量的转移。通过实验确定了在不同温度下的转移速率。证实了Nd~(3+)→Yb~(3+)的能量转移机构为从~4F_(3/2)(Nd~(3+))到~2F_(5/2)(Yb~(3+))并同时产生单声子发射的过程;而从Yb~(3+)到Nd~(3+)可能有两种转移途径;一是从~2F_(5/2)(Yb~(3+))到~4F_(3/2)(Nd~(3+))同时吸收一个声子,另一是从~2F_(3/2)(Yb~(3+))到~4I_(13/2)(Nd~(3+)),同时产生四声子发射的过程。因此Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移速率强烈地依赖于温度。室温下,Nd~(3+)→Yb~(3+)和Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移时间分别为～197μs和13ms,转移效率分别为47％和8％。当600K时,Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移效率可增加到37％,转移时间缩短为2ms。     

YAlO_3:Nd~(3+)的XEOL

首次用X射线激发YALO_3:Nd~(3+)的光致发光(X-ray excited optical luminescence, XEOL),观察到在液氮温度(LNT)和室温(RT)下的一系列荧光谱,指认了这些谱线,并从此定出了一些新的高斯塔克能级。     

Nd~(3+):SrY_2O_4粉体的制备、结构与光谱性能研究

为探索新型激光晶体,采用固相法合成了(3 at.%)Nd~(3+):SrY_2O_4多晶,对其结构和发光性质进行了研究.对样品的X射线衍射谱进行Rietveld精修得到了样品的晶胞参数、原子位置等.在353 nm激发下,Nd~(3+):SrY_2O_4在可见波段的最强荧光峰位于419 nm,对应Nd3+的2D15/2→4I9/2跃迁.在824 nm激发下,Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁的荧光谱带宽约为90 nm,最强峰为1083 nm,荧光寿命为281.7μs.宽发射光谱和长的能级寿命表明,Nd~(3+):SrY_2O_4是一种很有希望的新波长激光二极管抽运超短脉冲激光材料.     

Nd~(3+)/Yb~(3+)共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性研究

以970 nm和808 nm半导体激光器作为抽运源,从光纤长度和抽运功率两个方面,探讨了Nd~(3+)/Yb~(3+)摩尔浓度比约为4:1的共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性.在970 nm抽运下,光纤光谱以Yb~(3+)离子的发光为主,但Yb~(3+)→Nd~(3+)能量传递会对光纤光谱(激光和受激放大自发辐射)产生调制作用,调制作用随970 nm抽运功率或光纤长度的增加而显著,甚至出现显著的双波长激光现象.尽管玻璃样品中Nd~(3+)→Yb~(3+)的能量传递效率ηNd→Yb高达64%,但在808 nm抽运下,激光峰始终在1053 nm附近产生,且与808 nm抽运功率大小和光纤长度无关.为解释这一现象,推导了考虑Nd~(3+)离子受激辐射的能量传递模型.从理论模型来看,Nd~(3+)→Yb~(3+)能量传递作用随Nd~(3+)离子受激辐射信号光强度的增加而迅速减弱,这与该光纤实际测试的荧光光谱随808 nm抽运功率的变化规律相符合.因此,当采用Nd~(3+)离子来敏化Yb~(3+)离子时,需要考虑Nd~(3+)离子的受激辐射对Nd~(3+)→Yb~(3+)能量传递的抑制作用.     

YAlO_3:Nd~(3 )的吸收光谱

从0.33—5.7μm的波长范围内系统地测定了温度为10K、90K和30OK时YAlO_3:Nd~(3 )的吸收光谱,定出Nd~(3 )在晶体场作用下的斯塔克(Stark)子能级。并在10K到663K的温度范围内,观察了部分光谱线的温度效应,得到一些有意义的结果。     

Nd~(3+)/Yb~(3+)掺杂YNbO_4粉末上转换发光特性

采用高温固相法,以50Nb_2O_5-40Y2O_3-2Nd2O_3-8Yb_2O_3的量比在1 300℃下制备Nd~(3+)/Yb~(3+)掺杂YNbO_4粉末样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性。由吸收谱中各吸收峰面积计算得到谱线强度参数Ωλ(λ=2,4,6),进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_(rms)=1.618×10-7。计算了Nd~(3+)能级4F3/2→4IJ'(J'=15/2,13/2,11/2,9/2)跃迁几率、跃迁分支比和能级寿命。4F3/2→4I11/2跃迁分支比最高(56.91%),对应波长1 062 nm。且亚稳态4F3/2能级寿命较长,为1.435 2 ms,适合作为上转换中间能级。在980 nm半导体激光器激发下,观测到波长为487,541,662 nm上转换发光,分别对应于Nd~(3+)的2G9/2→4I9/2、4G7/2→4I9/2和4G7/2→4I13/2辐射跃迁。通过样品上转换发射功率与激光器工作电流进行的曲线拟合,得到吸收光子数目依次为2.06,1.99,2.15,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。     

Nd~(3+):YAG激光的光纤传输

首先叙述了光纤传输Nd~(3+): YAG激光的优点,接着分析了不同光纤和其传输Nd~(3+): YAG激光的特点。然后通过对光纤传输系统各部分的分析与设计,结合实际,设计了光纤耦合机构。最后,对来自于工件反射光问题提出了解决方案。     

MgO:Cr3+和MgO:V2+的能谱随温度移位的拟合计算

全面计入电-声子耦合导致的热移位(其中包括~2T_1贡献的单声子项,Raman项,光学支项)与热膨胀导致的热移位,对MgO:Cr~(3+)与MgO:V~(1+)的R线热移位作了理论计算,结果与热移位、热膨胀系数,高压移位、声子谱与光谱、晶体密度、弹性常数与晶格常数等大量实验数据符合得很好.进而,将完全的d~3能量矩阵对角化,得到能谱与波函数,再通过电-声子相互作用矩阵元等一系列计算,从微观上算出单声子项的参量,结果与拟合实验得到的值符合得很好.结果表明:单声子项起主导作用(导致红移),而Raman项(导致 关键词：     

同步辐射与GGG：Nd^3＋晶体的相互作用

用北京同步辐射489A-VUV束线作为连续光源测定了GGG:Nd~(3+)晶体的短波吸收光谱。用束线4B9A-WX作为光源激发GGG:Nd~(3+),测定了它的XEOL(X-ray excited optical luminescence)。     

对比分析三角Pr~(3+)中心在CsCdBr_3和GdCl_3晶体中的能级分裂

以Racah的群表示论和Slater的波函数理论为基础,分别建立了4f2组态离子Pr~(3+)在三角晶体场C3v和C3h中的91×91完全能量矩阵,并对Pr~(3+)离子掺杂在卤化物CsCdBr_3和GdCl_3中的Stark能级做了计算与分析.结果显示计算值与实验值吻合很好,表明在分析由稀土离子掺杂体系的能级分裂时,完全能量矩阵方法是有效的方法.此外,将两种具有不同点群对称的体系的能级分裂情况作了比较,结果显示六阶晶体场参量对能级分裂的影响是不能忽略的,而且CsCdBr_3:Pr~(3+)和GdCl_3:Pr~(3+)将产生不同程度的畸变.     

Nd^3＋：YAlO3晶体折射率温度系数的表示式

建立了Nd~(3+):YAlO_3(Nd:YAP)晶体折射率温度系数的表示式,该式得到的结果与测量值间具有较好的一致性。利用这个式子可以计算0.5398μm～1.0795μm波长范围311K～455K温度范围内Nd:YAP晶体的折射率温度系数。     

固体绝对量子效率的光声测量

我们研究了一种测量固体中荧光离子绝对辐射量子效率的简单技术,可用于具有荧光度猝灭的体系,该技术需要测量光声讯号和荧光寿命随离子浓度的变化。将这种技术应用于ED2玻璃中Nd~(3+)的激光上能级,得到的量子效率稍低于以前估计和测量所获得的数值。     

YAlO3:Nd3+的子能级R1和R2的热移位

实验测定了YAlO₃:Nd³⁺的子能级R₁,R₂的热移位值。研究了单声子项中积分主值的行为,并计入光频支项对子能级热移位的贡献。用包含Raman项、单声子顶、光频支项的公式拟合计算子能级R₁,R₂的热移位,拟合计算值与实验值符合得很好。 关键词：     

Cs_2NaYF_6:Ho~(3+)的电子光谱与能级结构分析

综合运用稀土光谱理论、量子力学、晶体场理论对高对称稀土离子Cs2NaYF6:Ho3+的电子光谱与能级结构展开了深入的研究。4600～24000cm-1范围内不同温度下的电子吸收光谱清楚的记录了从基态到不同激发态5FJ(J=7,6,5,4),5FS(S=5,4,3),5GP(P=6,5)及3K8的跃迁。这些跃迁表现为零声子线(ZPL)及丰富的振动结构。由光谱解析结果得到50个Ho3+的能级数据,还运用标准f-shell程序进行能级拟合及晶场分析,得到Cs2NaYF6:Ho3+能级的计算值及相应的哈密顿量参数。同时,对同类冰晶石晶格中不同配体(Cs2NaYF6:Ho3+,Cs2NaYCl6:Ho3+)的能级及拟合参数进行了对比。