Y_2O_3纳米晶体中Ln~(3+)(Ln=Tb,Tm,Eu)发光浓度猝灭及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Im纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品.测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片.研究了纳米Y2O3:Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为.研究发现,在Y2O3纳米晶体粉末中,Tb3:5D4→7F5和Eu3+:5D0→7F2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb3+:5D3→7F5和Tm3+:1D2→3H4发光的猝灭浓度明显高于体材料.这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同.尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极一电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小.     

Y2O2S纳米晶中Tb3+发光的浓度猝灭

制备了Tb^3 浓度不同而粒径相同的一系列纳米晶Y2O2S。由于表面态对发光的猝灭作用,Tb^3 离子^5D3发光的寿命与体材料比较明显缩短,研究了^5D3和^5D4能级发光的浓度猝灭,发光强度与浓度的关系以及发光的衰减曲线都表明：^5D3的浓度猝灭是电偶极－电偶极相互作用引起的,而^5D4的浓度猝灭是交换相互作用引起的。     

Tm3+离子掺杂氟铝酸盐玻璃红外及上转换光谱性质

制备了Tm^3 掺杂氟铝酸盐玻璃，以实测的吸收光谱使用Judd-Ofelt理论详细计算了Tm^3 在氟铝酸盐玻璃中的光谱参数，在此基础上研究了Tm^3 离子掺杂氟铝酸盐玻璃的上转换光谱性质和红外光谱性质。研究表明：在800nm激光二级管激发下，1.45μm（^3F4→^3H4)荧光浓度猝灭要明显强于1.77μm（^3H4→^3H6)荧光；在655nm激发下上转换荧光主要是由单个Tm^3 离子的步进二光子吸收过程所致。     

Er3+掺杂铌磷酸盐玻璃材料的光谱性质

采用熔融猝灭方法制备了掺杂不同浓度Er^3 离子的铌磷酸盐玻璃材料，测量了该材料的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命。计算了在该玻璃材料中Er^3 的光学跃迁强度参数，同时计算了部分能级之间光学跃迁的振子强度、跃迁几率以及辐射跃迁寿命。应用两种不同的方法计算了^4I13／2→^4I15／2受激发射截面，结果证明存在的自吸收很小。荧光寿命随浓度的变化关系表明，^4I13／2能级的能量传递是电偶极类型的，同时证明在低浓度下该能级的量子效率接近100％。所有这些研究结果表明，该材料可能成为新的集成光学器件材料的候选者。     

白光LED用Ba3La（PO4）3∶Dy3+荧光粉的制备与发光性能

通过高温固相法合成了一系列Ba3La1-x(PO4)3∶xDy3+荧光粉材料。利用XRD测量样品的物相,结果显示样品为纯相Ba3La(PO4)3晶体。样品的激发光谱由一系列宽谱组成,峰值分别位于322,347,360,386,424,451 nm。在347 nm激发下,荧光粉在482 nm(4F9/2→6H15/2)和575 nm(4F9/2→6H13/2)处有很强的发射。研究了不同Dy3+掺杂浓度对样品发射光谱的影响,当Dy3+摩尔分数x=0.10时出现猝灭现象,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。确定了不同Dy3+掺杂浓度的Ba3La(PO4)3∶Dy3+的荧光寿命。Ba3La(PO4)3∶Dy3+荧光粉发射光谱的色坐标位于白光区域。     

纳米晶ZrO2：Pr^3＋与ZrO2：Pr^3＋，Sm^3＋发光研究

采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2：pr^3＋粉体，所制备的纳米晶ZrO2：Pr^3＋粉体中Pr^3＋的强室温特征发射的两个主发射带为^1D2-^2H4和^3P0-^3H4跃迁。不同热处理温度下纳米晶ZrO2：Pr^3＋晶体结构不同，因此它们的发光不同；ZrO2基质向Pr^3＋有能量传递，在高温煅烧得到的单斜相配位场中能量传递较好。荧光强度与Pr^3＋浓度的关系研究表明：^3P0和^1D2功能级有不同的猝灭规律，由于[^1D2,^3H4]→[^1G4,^3F4]的交叉弛豫，使得^1D2-^3H4跃迁的猝灭浓度很低，在我们的实验中，掺0．1mol％Pr^3＋时^1D2-^3H4地跃迁发射最强，掺2mol％Pr^3＋时^3R0-^3H4跃迁发射最强。文章制备的纳米晶ZrO2：Pr^3＋，Sm^3＋中Sm^3＋的^4G（5-2）～^6H（7／2）跃迁荧光峰因Pr^3＋加入而增强，这除了两种离子某些能级相近产生荧光发射的叠加效应外，还存在Pr^3＋→Sm^3＋的能量传递。     

YPO4：Pr^3＋发光的浓度和温度特性

选择激发YPO4：Pr^3 中^Pr^3离子的^3Po级级,测量了系列浓度样品不同温度下的发射光谱及^3Po与^1D2能级的发光衰减曲线,讨论了613．2nm发射光谱线的来源问题,确认是Pr^3 离子的^1D2Г3）→^3H4(Г5）的发射。研究了Pr^3 离子^3P0与^D2能级不同的浓度猝灭关系,并用静态模型对^D2衰减曲线进行了拟合,结果显示^1D2能级发光发生浓度猝来的原因主要是相邻中心的偶极－四极相互作用引起的交叉弛豫。     

Tb3+掺杂Y2O3纳米晶体中Tb3+离子4f5d跃迁及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Tb3 掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Tb纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应Tb3 掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、激发光谱、X射线衍射谱和荧光衰减曲线,并拍摄了不同粒径样品的透射电子显微镜(TEM)照片。研究纳米Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 离子的4f5d跃迁发现,由于在近表面的低结晶度环境和颗粒内部的高结晶度环境中Tb3 离子4f5d跃迁对应的激发峰位置不同,不同粒径样品中处于这两种环境的Tb3 离子比例也不同,激发谱的谱线形状存在较大差别,还对Tb3 离子的能量传递进行了研究,发现Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 的(5D3,7F6)→(5D4,7F0)能量传递类型为受纳米限域效应影响很大的电偶极电偶极相互作用;引起5D4→7F5(543nm)发光浓度猝灭的是不同Tb3 离子5D4能级之间交换相互类型的能量传递,此类型的能量传递受纳米限域效应影响较小。     

Tm：YVO4晶体中Tm^3＋的发光研究

测量了Tm:YVO4晶体的吸收光谱,以346nm,363nm(^1D2),475nm(^1G4),698nm(^3F2,^3F3)和801nm(^3H4)光激发时的发射光谱,以及位于454nm(^1D2→^3F4),475nm(^1G4→^3H6),646nm(^1G4→^3F4),806nm(^3H4→^3H6)的荧光谱线的激发光谱,对测量的结果进行了详细分析,解释了离子能级间的跃迁过程,提出了Tm:YVO4晶体基质与Tm^3 之间的能量交换的概念和新的跃迁通道,证实了存在^1D2 ^3H6→^1G4 ^3F4以及^1G4 ^3H6→^3H4 ^3H5的能量传递过程,还可能存在交叉弛豫过程^1G4 ^H6→^3F2 ^3F4. 这些过程使得Tm:YVO4晶体难以实现^1D2能级上转换发光（454nm左右）,但475nm的上转换发光（^1G4→^3H6)较强,^3F4能级是潜在红外激光发射能级。     

水热合成六方相NaYbF4：Er^3＋／Tm^3＋的上转换白光性质

在反应温度为220℃,反应时间为48h的温和条件下,利用水热法合成单掺杂或共掺杂Tm^3＋、Er^3＋的六方相NaYbF4体系,利用X射线粉末衍射、紫外-可见-近红外漫反射吸收光谱以及荧光光谱等测试手段,分析体系的物相结构和荧光性能。在980nm红外激光的激发下,NaYbF4：Er^3＋体系能发出强的绿光和红光,两者分别对应于Er^3＋离子的（^2H11／2,^4S3/2）→^4I15／2、^4F9／2→^4I15/2能级跃迁;NaYbF4：Tm^3＋体系能发出对应于Tm^3＋离子^1D2→^3F4和^1G4→H6能级跃迁的强蓝光;而NaYbF4：Er^3＋／Tm^3＋体系能同时发出红蓝绿三种颜色的光;各发射的归属与单掺杂相同,但由于Er^3＋和Tm^3＋离子之间存在能量交叉弛豫,致使各发光强度发生变化。通过控制Er^3＋和Tm^3＋离子的浓度及其比例,可以调整NaYbF4：Er^3＋／Tm^3＋体系的上转换蓝光、绿光和红光强度的比例,结果表明,在980nm红外激光的激发下,NaYbF4：Er^3＋／Tm^3＋（0．4％／0．4％）能发出近似白光的上转换发射。因此,NaYbF4：Er^3＋／Tm^3＋有望成为单一基质的上转换白光材料。     

Analysis of diffraction efficiency of a holographic coupler with respect to angular divergence

We present a method to optimize the Coupling efficiency between two fibers using a Holographic Coupler taking diffraction effect into account. For this we obtain expressions for field distributions at the end facet of a fiber. The results obtained by using the expression is found to be in good agreement with the finite element method in literature, the small deviation is attributed to the negligence of field in the cladding. We then use the Kogelnik theory to obtain useful formulae suitable for diffracted optical elements. The diffraction efficiency expressions are then used to predict the different parameters of Holograting so as to get maximum diffraction efficiency in a direction where the field distribution from the end facet is minimum thereby increasing the coupling efficiency.      

Hydrodynamic size distribution of gold nanoparticles controlled by repetition rate during pulsed laser ablation in water

Most investigations on the laser generation and fragmentation of nanoparticles focus on Feret particle size, although the hydrodynamic size of nanoparticles is of great importance, for example in biotechnology for diffusion in living cells, or in engineering, for a tuned rheology of suspensions. In this sense, the formation and fragmentation of gold colloidal nanoparticles using femtosecond laser ablation at variable pulse repetition rates (100-5000 Hz) in deionized water were investigated through their plasmon resonance and hydrodynamic diameter, measured by Dynamic Light Scattering. The increment of the repetition rate does not influence the ablation efficiency, but produces a decrease of the hydrodynamic diameter and blue-shift of the plasmon resonance of the generated gold nanoparticles. Fragmentation, induced by inter-pulse irradiation of the colloids was measured online, showing to be more effective low repetition rates. The pulse repetition rate is shown to be an appropriate laser parameter for hydrodynamic size control of nanoparticles without further influence on the production efficiency.     

锯屑与煤混烧过程积灰实验研究

积灰降低锅炉效率,危及安全运行,是生物质燃烧技术发展的主要障碍.本文基于高温一维下行炉,选用锯屑和兖矿原煤作为燃料,通过自动控温采样枪收集积灰,分析积灰的采集效率、撞击效率和捕集效率等宏观效果参数.结果显示,锯屑与兖矿混烧时积灰倾向性显着增加.扫描电镜/能谱微观分析发现:碱金属和碱土金属的存在是积灰倾向增加的原因,两条主要途径是:碱性物质在飞灰表面冷凝增加了飞灰的表面黏性;碱性物质与硅铝酸盐结合形成低熔点的化合物.     

一种实用的全息图衍射效率测量方法

本文介绍一种全息图衍效率的实用测量方法，该方法适用于线性处理条件下，是针对非单纯的全息光栅而设计的，可以对记录了图像信息的全息图进行测量，具有简单实用的特点。文中介绍了测量原理、测量系统及结果，并进行了误差分析。     

巧解直线运动问题

直线运动问题的一般解题方法，就是根据题目给定的已知条件，选用匀速或匀变速直线运动的位移和速度公式列方程进行求解．但有些时候，这种直接的解法较繁琐，若能变换思考角度，或换用解题手段，往往能使解题过程简洁化．下面试举几例，介绍直线运动中的6种巧解方法．     

Influence of thermal effect on the efficiency of a solar cell

The short-circuit current and open-circuit voltage of a solar cell based on the p-n junction are studied theoretically, taking into account the thermoemf originating due to the temperature difference between the front and back surfaces of the solar cell. It is shown that the consideration of the thermal motion of photogenerated carriers leads to the increase in the collection coefficient. Calculations show that at the irradiation intensity 5 × 10²⁰ photon/cm² s and at the temperature gradient ～ 30–40°C for silicon solar cells the open circuit voltage increases by ～ 6–7% and the short circuit current by ～40–50%.     

Study of holographic characteristics of photopolymers with two photoinitiator systems

The acrylamide-based photopolymer, one kind of holographic storage material that contains the photoinitiation triethanolamine and N-phenylglycine, was prepared and compared with the photopolymer material containing one photoinitiator. The results indicate that this material shows attractive recording characteristics, which include diffraction efficiency, refractive index modulation, sensitivity and so on. Temporal changes in transmission efficiency with various incident intensities are studied; the angular width of the photopolymer material is also measured.     

Diffraction study of photorefractive hologram under ultrashort pulse readout

Based on the diffraction efficiency equation of Kogelnik, the diffraction effect of a cw photorefractive hologram under ultrashort pulse illumination is theoretically analyzed. We find that the recorded grating has the function of filter to the incident pulse beam. To fully reconstruct the incident pulse, the crystal width must be smaller and grating period must be larger. In this paper we also discuss the total diffraction efficiency of the hologram, and find that the total diffraction efficiency is functions of the crystal length, pulse duration and the grating period. The conclusion of our paper can be used in ultrashort pulse shaping application.     

含双引发剂的光致聚合物全息特性研究

制备了一种三乙醇胺与N-苯基苷氨酸为共同引发剂的丙烯酰胺基光致聚合物全息存储材料,并用He-Ne 激光器633 nm波长的光对样品进行曝光测试.实验表明,与单引发剂的光致聚合物相比,薄膜的质量有一定的提高,在曝光灵敏度变化不大的情况下,衍射效率有很大提高.优化两种引发剂浓度后,此种共同引发的光致聚合物材料呈现的衍射效率达到54%,曝光灵敏度为1.85×10－2cm2/mJ.还研究了此种光致聚合物的透过率随曝光时间和曝光强度的变化,说明此种光致聚合物材料内部均匀性好,对光的散射小.