不同结构六边形斑图演化过程光谱特性

采用发射光谱法,研究了水电极介质阻挡放电中具有相同对称性的3种不同结构的六边形斑图演化过程的光谱特性。实验结果表明,随着外加电压的增加,放电首先形成六边形点阵斑图,然后是空心六边形斑图,最后是蜂窝六边形斑图。利用氩原子696.5 nm(2P_2→1S_5)谱线的展宽、氩原子763.2 nm(2P_6→1S_5)与772.1 nm(2P_2→1S_3)两条谱线强度比法和氮分子第二正带系(C~3Π_u→B~3Π_g)的发射谱线,研究上述3种斑图的电子密度、电子激发温度及分子振动温度。结果发现,随着外加电压的升高,六边形点阵斑图、空心六边形斑图和蜂窝六边形斑图的电子密度逐渐减小,而电子激发温度和分子振动温度逐渐增加。等离子体状态的改变直接影响着斑图的自组织。     

利用铷原子双光子跃迁产生420nm蓝光的实验研究

本实验通过饱和吸收方法获得了铷原子5S_(1/2)→5 P_(3/2)单光子跃迁光谱,并进一步研究了铷原子5S_(1/2)→5 P_(3/2)→5 D_(5/2)的双光子跃迁光谱。使用780nm的控制光和776nm的信号光反向共线作用到铷泡中,通过探测6 P_(3/2)→5S_(1/2)自发辐射产生的420nm蓝光信号得到铷原子5S_(1/2)→5 P_(3/2)→5 D_(5/2)双光子跃迁光谱,利用法布里-珀罗干涉仪测量了~(87)Rb和~(85)Rb的5 D_(5/2)激发态超精细能级,详细研究了铷泡温度和776nm信号光功率对~(87)Rb 5S_(1/2)(F=2)→5 D_(5/2)双光子跃迁光谱的影响。该研究工作为基于原子分子精密光谱测量提供了实验基础。     

OCS分子在128nm附近的光解动力学研究:S(~3P_(J=2,1,0))、S(~1D_2)以及S(~1S_0)产物通道（英文）

本文利用时间切片离子成像技术对OCS分子进行了真空紫外波段的光解动力学研究.在四个光解光波长(从129.32到126.08 nm)下测量了硫原子解离产物S(~3P_J=2,1,0)、S(~1D_2)、S(_1S_0)的速度影像,并从中清晰地发现了四个主要的解离产物通道:S(~3P_(J=2,1,0))+CO(X~1∑~+),S(~3P_(J=2,1,0))+CO(A~3Π),S(~1D_2)+CO(X~1∑~+)和S(~1S_0)+CO(X~1∑~+).在实验影像中,产物CO分子的部分振动态结构能够得到分辨.实验还获取解离产物总平动能谱,产物分支比和角分布.对实验结果进行分析显示除绝热解离通道S(~3P_(J=2,1,0))+CO(A~3Π)之外,在共他三个产物通道中非绝热效应都起到非常重要的作用.     

红光激发下掺Ho3+氟化物薄膜的上转换发光

利用激光脉冲沉淀法制备了稀土Ho~(3 )掺杂的氟化物薄膜。观测到处于薄膜中的Ho~(3 )离子在632.8nm红光激发下的上转换发射。这些上转换发射包括:~5S_2→~5I_7,~5F_4→~5I_7和~5S_2→~5I_8。     

锂原子同位素位移的计算(英文)

本文应用Grasp92程序包计算了~(5,7)LiI的2~2P_(3/2)到2~2S_(1/2)和2~2P_(1/2)到2~2S_(1/2)跃迁的同位素位移.2~2P_(3/2)到2~2S_(1/2)跃迁的同位素位移为10307 MHz,2~2P_(1/2)到2~2S_(1/2)跃迁的同位素位移为10207 MHz.这些理论结果和实验是相符合的.     

Two-Photon Transitions of ~(85)Rb 5D_(5/2) State by Using an Optical Frequency Comb and a Continuous-Wave Laser

A high-resolution two-photon spectrum of 5S_(1/2) → 5P_(3/2)→ 5D_(5/2) transitions in a thermal ~(85)Rb vapor cell is presented by using an optical frequency comb and a cw laser.The fluorescence of 6P_(3/2) → 5S_(1/2) spontaneous emission is detected when the cw laser frequency is scanned from the 5S_(1/2) ground state to 5P_(3/2) hyperfine levels and the optical frequency comb repetition rate is fixed.The hyperfine splittings(F_f = 2-5) of the 5D_(5/2) excited state are well resolved.The dependences of fluorescence intensities on the cw laser intensity and temperature of~(85)Rb vapor cell are studied,respectively.The experimental results are in good agreement with the theoretical analyses.     

Two-color cesium magneto-optical trap with 6S_(1/2)-6P_(3/2)-7S_(1/2)(852 nm + 1470 nm) ladder-type system

A 1470 nm+ 852 nm two-color(TC) cesium(Cs) magneto-optical trap(MOT) with a 6S_(1/2)-6P_(3/2)-7S_(1/2) laddertype system is proposed and experimentally investigated. To the best of our knowledge, it is the first report about the 1470 nm + 852 nm Cs TC-MOT. One of the three pairs of the 852 nm cooling and trapping beams(CTBs) in a conventional Cs MOT is replaced with a pair of the 1470 nm CTBs. Thus, the TC-MOT partially employs the optical radiation forces from photon scattering of the 6P_(3∕2)(F'= 5)-7S_(1∕2)(F'= 4) excited-state transition(1470 nm). This TC-MOT can cool and trap Cs atoms on both the red-and blue-detuning sides of the twophoton resonance. This work may have applications in cooling and trapping of atoms using inconvenient wavelengths and background-free detection of cold and trapped Cs atoms.     

类氦Fe~(24+)离子的电子碰撞激发及辐射级联特性研究

基于全相对论扭曲波(RDW)电子碰撞激发计算程序REIE06,系统计算了类氦Fe~(24+)离子基态1s~(21)S_0到激发态1s2s和1s2p精细结构能级的碰撞强度和截面,分析了在不同入射电子能量下碰撞强度的变化规律,详细研究了在6.86 Ke V和9.94 Ke V能量下,碰撞辐射级联效应对类氦Fe~(24+)离子w线(1s~(21)S_0→1s2p~1P_1)、x线(1s~(21)S_0→1s2p~3P_2)、y线(1s~(21)S_0→1s2p~3P_1)和z线(1s~(21)S_0→1s2s~3S_1),x/w、y/w和z/w线强度比值的影响,总结了一些有意义的结论.部分计算结果与其它实验和理论结果进行了比较,取得了很好的一致性.     

Pr~(3+)离子单掺LiLuF_4单晶的坩埚下降法生长及光谱性能研究（英文）

本文应用坩埚下降法技术在全密封铂金坩埚条件下生长了不同Pr~(3+)离子掺杂浓度的高质量LiLuF_4单晶.测定了单晶体从420 nm至500 nm的激发光谱.在446 nm光激发下,观察到单晶体480 nm(~3P_0→~3H_4)蓝色发射带、522 nm(~3P_1→~3H_5)绿色发射及605nm(~1D_2→~3H_4)的红色发射,其对应的平均寿命分别为38.5、37.3和36.8μs.其荧光寿命明显大于Pr~(3+)掺杂的氧化物单晶.同时研究了激发波长和掺杂浓度对发射强度以及色度坐标的影响.获得最佳的Pr~(3+)浓度为～0.5 mol%,并分析了环境温度从298 K到443 K变化对荧光强度的影响.结果表明随着温度的增加,荧光强度逐步变弱,其中~3p_0→~3H_4(480 nm)能级跃迁受温度影响最大,其次是~3p_1→~3H_5和~1D_2→~3H_4.     

DMSO溶剂中All-trans-astaxanthin激发态的飞秒时间分辨光谱

基于飞秒时间分辨瞬态吸收和多元瞬态光栅光谱技术对全反式Astaxanthin(AXT)在DMSO溶剂中的超快激发态弛豫动力学进行了观测.结果表明,光激发后AXT/DMSO体系直接发生S_0→S_2跃迁,基态漂白对应光谱范围为420~550nm.由S_2→S_1的内转换过程发生的时间常数为120~160fs.S_1态激发态吸收对应的光谱范围为550~740nm,基态漂白恢复过程对应的是S_1→S_0的内转换过程,其时间尺度为4.50~5.50ps.     

Calculations of atomic polarizability for beryllium using MCDHF method

Based on the fully relativistic multiconfiguration Dirac-Hartree-Fock(MCDHF) method and the corresponding program package GRASP2018,a new program for calculating the polarizabilities is developed.As the first application,the static electric-dipole polarizabilities of the ground state 2 s~2 ~1 S_0 and excited state 2 s2 p ~3 P_0 of beryllium are calculated.By means of these polarizabilities,the blackbody radiation(BBR) shift of the 2 s2 p ~3 P_0→2 s~2 ~1 S_0 clock transition is determined.The present results agree very well with other available theoretical results.     

发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)的水热法制备及发光性能研究

采用水热法制备了可用于白光LED的红色发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构和形貌进行测试表征,研究了不同pH值(5,6,7和8)和不同反应温度(120,140,160,180和200℃)对荧光粉的晶体结构和形貌的影响。从XRD的结果可以看到,当pH6时合成的样品的衍射峰为较高强度的锐锋,FESEM扫描图像也显示该制备条件下获得了立方体形状的规则晶体。在pH值分别为5,7,8时所制备的样品XRD图谱中大多是强度很弱的宽峰叠加了极少的锐锋,表明样品为固熔体或者含有混合相,这与FESEM扫描图像所显示的无定形态颗粒的结果相一致。荧光光谱测试结果表明,该荧光粉在394nm波长光的激发下产生的发射谱包含了以下6组发射峰536nm(~5 D1→~7 F_1),578nm(~5 D_0→~7 F_0),590nm(~5 D_0→~7 F_1),613nm(~5 D_0→~7 F_2),646nm(~5 D_0→~7 F_3)和696nm(~5 D_0→~7 F_4)。荧光粉的激发光谱分别由361nm(~7 F_0→~5 D_4),380nm(~7 F_0→~5 L_8),394nm(~7 F_0→~5 L_6)和464nm(~7 F_0→~5 D_2)四组激发峰组成。经过条件优化后制备的荧光粉的主要激发峰在394nm(~7 F_0→~5 L_6),该荧光粉在394nm波长光激发下产生的发射峰主峰在613nm(~5 D_0→~7 F_2)。发射峰的劈裂随着pH值和温度的变化而改变,这一现象说明了荧光粉的发光性质与它的晶体结构和颗粒形貌存在着密切的联系。     

Experimental study of cesium 5D 5D→6S (nL=9D,11S,7F)energy pooling collisions

We report experimentally the measured rate coefficients for the energy pooling(EP)collisions process Cs(5D) Cs(5D)→Cs(6S) Cs(nL=9D,11S,7F)in cesium densities of 10~(16)-10~(17)cm~(-3).The 5D state was populated via 8S→7P→5D spontaneous emission following two-step pumping 6S→6P_(3/2)→8S. Since the 5D→6P(3.0—3.6μm)fluorescence could not be detected in this experiment,we carried out a relative measurement for the process 6P 5D→6S 7D.The excited-atom density and spatial distribution were mapped by monitoring the absorption of a counterpropagating single-mode laser beam, tuned to 6P_(3/2)→9S_(1/2)transition,which could be translated parallelly to the pump beam.The excited atom densities have been combined with the measured fluorescence ratios to yield EP rate coefficients. The average values for nL=9D,11S and 7F are 8.0±4.0,7.0±3.5,and 9.3±4.6(in units of 10~(-10) cm~3/s),respectively.Influence of the energy transfer process 11S 6S(?)7F 6S on the rate coefficients k_(11S)and k_(7F)is also discussed.     

水热法合成GdInO3:Yb3+/Ho3+荧光粉及其上转换发光性能

采用水热过程与进一步热处理的方法合成了六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。采用X射线粉末衍射(PXRD)对晶体结构和相纯度进行了检测,结构精修结果表明,获得的样品为纯的六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成材料的形貌进行了表征。在980 nm激光激发下,观察到Ho~(3+)离子的539 nm绿光发射(~5S_2/~5F_4→~5I_8)和665 nm红光发射(~5F_5→~5I_8)。此外,还发现通过改变Ho~(3+)浓度得到了从绿光到黄光的可调发光特性。可调发光是由交叉弛豫(~5F_4/~5S_2+~5I_7→~5F_5+~5I_6)过程引起的。GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)是一种很好的上转换材料,可用于照明和显示领域。     

锶原子光晶格钟自旋极化谱线的探测

87Sr原子存在核自旋,在磁场作用下原子能级会分裂成不同塞曼子能级.通过光抽运对原子进行自旋极化,其自旋极化谱线的探测为锶光钟系统的闭环锁定提供精确的频率参考.本文对~(87)Sr原子钟跃迁能级5s~2~1S_0→5s5p~3P_0中的m_F=+9/2和m_F=-9/2的塞曼磁子能级自旋极化谱线进行了探测.经过一级宽带冷却和二级窄线宽冷却与俘获后,锶冷原子温度为3.9μK,原子数目为3.5×10~6.利用邻近"魔术波长"的813.426 nm半导体激光光源实现水平方向的一维光晶格装载.采用归一化探测方法用线宽为Hz量级的698 nm钟激光对~1S_0→~3P_0偶极禁戒跃迁进行探测,在150 ms的探测时间下获得线宽为6.7 Hz的钟跃迁简并谱.在磁光阱竖直方向施加一个300 mGs的偏置磁场获得塞曼分裂谱,并通过689 nm的圆偏振自旋极化光进行光抽运,最终在探测时间为150 ms时,获得左右旋极化谱线线宽分别为6.2 Hz和6.8 Hz.     

间氟溴苯分子240 nm紫外光解动力学（英文）

利用时间切片离子速度成像技术研究了间氟溴苯分子在240 nm附近的紫外波段的光解动力学.实验上在三个不同光解波长处测量了光解产生的Br(~2P_(3/2))和Br(~2P_(1/2))原子的平动能释放谱和反冲速度的角分布.实验结果表明,通过两个最低~1ππ~*激发态的预解离或直接解离生成Br(~2P_(3/2))原子的机理主导着间氟溴苯分子的紫外光化学;由于分子中较弱的自旋轨道耦合作用,激发态的Br(~2P_(1/2))原子主要通过单重激发态在分子解离过程中与三重激发态的耦合产生.将当前的实验结果与我们最近报导的邻氟溴苯分子的结果对比可以发现,氟原子取代位的变化不会显著影响氟溴苯分子的紫外光解动力学机理.     

紫外激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能

采用高温固相法合成了可被紫外光激发的Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉。考察了激活离子掺杂量等因素对发光性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱和荧光寿命曲线对所合成样品的结构和发光性能进行表征,研究了Gd~(3+)和Tb~(3+)的特征吸收波长激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能。在275 nm(Gd~(3+):8S7/2→6IJ)激发下,检测到了Tb~(3+)的特征发射。通过对比不同Tb~(3+)掺杂量下Gd~(3+):~6P_(7/2)能级的衰减曲线,发现随着Tb~(3+)掺杂浓度的增加,该能级的荧光寿命不断缩短,表明样品中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,传递方式为无辐射共振能量传递。在244 nm(Tb~(3+):4f~8→4f~75d~1)激发下,Gd~(3+)的掺入使得Tb~(3+)的~5D_3能级的发射逐渐减弱,5D4能级的发射增强。Gd~(3+)的掺入使得544 nm(~5D_4→~7F_5)处的特征发射增强了59%~128%,结合荧光衰减曲线得出Gd~(3+)的掺入对Tb~(3+)能级中~5D_3→~5D_4与~7F_6→~7F_0交叉驰豫有促进作用。     

PbCl_2分子的光解离

用YAG激光的四次谐波光解离PbCl_2分子。实验确认了这种光解过程是双光子过程。通过对激光诱导荧光的测量,发现这一光解过程造成了Pb原子的亚稳态6p~2~3P_2与基态6p~2~3P。间的粒子数反分布。同时观察到基于6p~2~3P_2能级的受激共振辐射及受激喇曼散射。     

近红外长余辉材料CaGdAlO_4∶Cr~(3+)的制备及其光学特性

目前,在Cr~(3+)掺杂的近红外长余辉材料中,主要研究工作是关于强晶体场和中等晶体场格位的发光中心与长余辉特性(发射波长、余辉时间和光存储性质)的依赖关系,但缺乏对处于弱晶体场格位的Cr~(3+)与长余辉特性关系的研究。采用自蔓延燃烧法制备了不同铬离子掺杂浓度的钆铝酸钙(CaGdAlO_4∶x%Cr~(3+))近红外长余辉发光材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、激发和发射光谱等技术手段研究了离子掺杂浓度和热处理条件对粉末样品的微结构、形貌、粒子尺寸及发光性能的影响。结果表明:在0.1%～2.0%的掺杂浓度范围内,由于具有相同配位数的Cr~(3+)和Al~(3+)半径相近, Cr~(3+)取代了CaGdAlO_4中的Al~(3+)格位。从样品的激发谱中可以发现, 240, 373及592 nm的激发峰分别归属于Cr~(3+)的~4A_2→~4T_1(4P),~4A_2→~4T_1(4F)和~4A_2→~4T_2(4F)的跃迁,对应于276和313 nm的激发峰则来源于基质中的Gd~(3+)~8S_(2/7)→~6I_j和~6P_(2/7)→~8S_(2/7)的跃迁;在红光(592 nm)的激发下, 650～850 nm范围内出现了极大值位于744 nm的近红外宽带发射,并叠加有若干窄带近红外发射。近红外发光强度随着Cr~(3+)的掺杂浓度的增加呈先增加后下降的趋势,最佳掺杂浓度为1%。对上述优化浓度的样品经真空气氛800℃热处理后,发现样品的平均晶粒尺寸由417 nm增大到843 nm,发光强度增强了2倍。实验发现,在CaGdAlO_4基质中, Cr~(3+)取代了处于弱晶体场环境的Al~(3+)格位。通过晶场参数计算和光谱分析,指认了样品光致发光的起源。通过激发光谱数据的计算,发现晶体场强度Dq/B=1.542.3,理论计算表明Cr~(3+)处于较弱的晶体场格位环境,与实验研究结果相符合。发射光谱中670 nm宽带发射可归属为~4T_2→~4A_2的零声子线, 744和756 nm宽带发射对应于~4T_2→~4A_2的声子边带跃迁。热处理后的样品,余辉时间超过了60 s。尤其,与Cr~(3+)处于中等和强晶体场格位的情形相比(近红外发射峰极大值位于697 nm),处于弱晶体场环境的铬离子近红外发射峰的极大值移动到744 nm,更接近于第一生物窗口的中央,这将更有利于生物医学成像的应用。该研究对发现新型长余辉发光材料和拓展其应用具有重要的实际意义。     

Observation of the ~1S_0-~3P_0 optical clock transition in cold ~(199)Hg atoms

We report on the observation of the highly forbidden ~1S_0–~3P_0 optical clock transition in laser-cooled ~(199) Hg atoms.More than 95% depletion of cold ~(199)Hg atoms is detected in the magneto-optical trap. Using the free-of-field detection method, the AC Stark shift from the cooling laser is removed from the in-field spectroscopy. At low-power clock laser pumping, the linewidth of the clock spectroscopy is approximately 450 k Hz(full width at half-maximum), which corresponds to a Doppler broadening at the atom temperature of 60 μK. We determine the ~1S_0–~3P_0transition frequency to be 1,128,575,290.819(14) MHz by referencing with a hydrogen maser and measuring with a fiber optical frequency comb. Moreover, a weak Doppler-free signal is observed.