介质中含孤立发光中心的纳米粒子的辐射寿命概率分布

含发光中心的纳米粒子在介质中随机分布,造成局域介质相对折射率的随机分布,导致了纳米粒子辐射寿命的涨落.分析纳米粒子数量在线度为发射光波长量级的体积内的概率密度,由此得出局域介质相对折射率的概率密度.通过纳米粒子辐射寿命对折射率的依赖关系,得到纳米粒子辐射寿命概率密度的解析表达.在此基础上,分析了Meltzer等人的实验中,含Eu³⁺离子的Y₂O₃粒子在甲醇溶液中辐射寿命的相对偏移量的涨落,并得出辐射寿命的不确定度(均方差)与纳米粒子体积、体积密度等物理量的关系.     

频控变色场致发光器件及机理研究

吸收是发光的前提条件,吸收变了发光的其他特性也会跟着改变。发光寿命长短又会反过来影响吸收的多少,这不仅存在于光致发光中,而且是一个普遍规律。作者从电场引起的场致发光中发现,在同一种材料中掺入两种发光寿命长短相差悬殊的发光中心Cu,Mn,利用激发电源频率的变化明显地显示出器件发光光谱的变化,在一种材料中实现了变色。实验结果证明提高激发频率可以提高短寿命发光中心的激发效率,通过改变激发频率的大小,就可以在掺有两种发光寿命大小不一的材料中实现了发光颜色的变化,这个规律只与发光中心寿命有关,而与激发方式及猝灭原因无关。     

40-60GPa冲击加载下蓝宝石发光机理研究

利用轻气炮平面波加载技术结合多通道辐射高温计技术以及瞬态光谱技术,在40-60GPa压力区间同时获得了蓝宝石冲击发光的时间分辨光谱和连续波长分布光谱．结果表明,在该压缩区间蓝宝石发光光谱的波长分布具有普朗克灰体分布特征,是一种典型的热辐射现象．辐射色温与该压力区间蓝宝石熔化温度接近,支持剪切带发光观点,认为剪切带的形成可能与蓝宝石单晶的位错和缺陷有关．对冲击压缩蓝宝石的剪切带发光温度接近熔化温度的观点,用一维塑性流的热方程给出了合理的解释．     

电场调谐InAs单量子点的发光光谱

采用稳态和时间分辨发光光谱,研究了生长在p-i-n二极管结构内的InAs单量子点发光光谱的电场调谐特性.随着电场强度的增加,观察到量子点中激子发光的Stark 效应.通过选择不同波长的激光线激发量子点样品,发现随着电场强度的增加导致量子点发光强度的减弱,这是由于量子点俘获载流子概率的减小所致,而激子寿命的增加源于电场导致激子的Stark效应. 关键词： InAs单量子点 Stark效应 电子-空穴分离     

CCl4喇曼光谱退偏度在超声空化作用下的变化研究

本文测量了在超声空化作用下CCl4喇曼光谱退偏度的变化，通过假设超声空化拉长了样品的分子轴，解释了超声空化使所测样品的退偏度减小这一实验现象，并指出不同振动谱线的退偏度变化不同。     

多孔硅的光致发光机制

人们已经提出了许多解释多孔硅发光的理论模型,每个模型都可以针对某些实验现象做出合理的解释,而对其他的实验结果就可能无法解释甚至相悖,因此多孔硅的发光机制至今仍是需要进一步研究和解决的问题。通过改变阳极氧化的条件,制得了一系列样品,其光致发光谱主要有四个峰。随着制备条件的改变,各个峰位的变化不大,但峰值强度比的变化比较大。随着自然氧化时间的延长,各个峰位的变化很小,有红移也有蓝移,有的则基本不变;而峰值强度的减弱幅度较大,但对应于各个峰位幅度的减弱是均衡的。分析实验现象产生的原因,认为多孔硅的发光是多种发光机制共同作用的结果;多孔硅纳米量子线的一定尺寸分布,不仅使光致发光谱存在一定的带宽,而且也是产生多峰现象的原因之一;多孔硅的结构特征对其发光特性起着决定性的作用。     

高场电致发光过程的动力学分析

本文通过对交流(ZnS:Mn,Cu)和直流(ZnS:Mo,Cu(Cu))两种不同结构的粉末发光材料的发光光谱,时间分辨发光光谱,电流波形,发光亮度波形,发光衰减以及发光强度与掺杂浓度的关系等方面的研究,对Mn和Cu这两种不同类型的发光中心的高场电致发光过程进行了分析,并用一个统一的模型对两种不同类塑的发光中心建立了发光动力学方程,由此解得Mn中心和Cu中心的发光强度随时间的变化规律表达式,它们分别包括了Mn中心和Cu中心发光亮度波形的所有情形。我们从动力学分析出发,找到了影响Cu中心和Mn中心发光强度的主要因素,并从理论上预言了提高发光强度的可能途径。     

4种钌配合物室温和低温条件下发光机理的比较研究

以4种钌配合物[Ru(bpy)3]2+,[Ru(bpy)2HPIP]2+,[Ru(dmb)2PIP]2+,[Ru(dmb)2DMNP]2+为研究对象,采用时间分辨的光谱技术分别测量了这4种钌配合物在室温和低温情况下的稳态发光光谱及瞬态发光动力学过程。结果表明,4种样品在低温条件下的发光强度较之室温条件均有所增强,光谱形状有明显变化,瞬态发光寿命也均有延长。分析表明,4种钌配合样品在低温条件下从液态介质固化为刚性介质,电子转移情况发生变化,导致低温发光的光谱形状与室温光谱明显不同。同时速度常数窜越系数kts减小,分子振动和热运动降低,从而提高了磷光量子产率,使得发光增强,寿命也相应延长。     

基于Abel逆变换的激光诱导等离子体辐射特性研究

激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种新型的物质成分测量方法已经在越来越多的领域得到广泛应用，但是与传统的分析方法相比，LIBS技术的分析性能还需进一步提高。LIBS技术的理论基础是激光诱导等离子体，从物理机理上研究等离子体特性，对LIBS系统实验参数的优化具有指导作用，也为提高LIBS技术的检测能力奠定理论基础。激光诱导等离子体是一个与空间相关的非稳态辐射源，空间分辨光谱测量是探究等离子体物理特性的重要手段之一。为研究激光诱导等离子体的辐射特性，采用1 064 nm的Nd∶YAG调Q固体激光器烧蚀合金钢样品产生等离子体，利用空间分辨装置测量二维空间的等离子体辐射光谱信号，通过分析可知实验采集的光谱信号是信号探测器测量路径上的积分光谱强度，由此计算得到的等离子体参数也是观测路径上的平均值。为了深入研究等离子体由内层到外层的辐射规律，首先测量得到等离子体路径积分光谱强度的横向空间分布，然后以等离子体为光学薄和圆柱对称的前提条件，采用三次样条函数算法对路径积分光谱强度进行Abel逆变换，反演得到等离子体由内层到外层谱线辐射率的径向空间分布。选取等离子体辐射光谱中的原子谱线Fe Ⅰ: 374.55 nm和Mn Ⅰ: 403.08 nm为研究对象，分析等离子体辐射光谱的空间分布特征，研究结果表明，等离子体辐射路径积分光谱强度的横向分布呈现出中心位置强度大边缘位置强度小的特征，这是由于等离子体膨胀扩张的结果引起的；通过Abel逆变换得到等离子体光谱辐射率的径向分布，结果表明等离子体从内层到外层谱线的辐射率经过了先增加后减小的变化规律，等离子体中心处出现辐射率的极小值，造成这种现象的主要原因是由于等离子体辐射源中心区域具有较低的电子密度；选取等离子体辐射光谱中Fe元素的11条原子谱线，采用Boltzman法分别由谱线相应的积分光谱强度和辐射率计算等离子体温度，得到等离子体温度的横向空间和径向空间的二维分布，两者具有类似的变化规律；由等离子体温度的横向空间分布可以看出，随着离样品表面距离的增加，等离子体温度呈现单调减小的趋势，等离子体中心到边缘区域等离子体温度逐渐降低，这是由等离子体膨胀扩张以及与环境气体相互作用共同的结果；由等离子体温度的径向空间分布可以看出等离子体由内层到外层等离子体温度逐渐降低，这是由于等离子体膨胀扩张冷却引起的。由此可见，采用Abel逆变换能够实现等离子体由内层到外层的辐射特性分析，为深入理解等离子体产生和演变的物理机理提供实验依据，从而为提高激光诱导击穿光谱技术的分析性能奠定理论基础。     

谱线漂移对星载成像光谱仪辐射测量精度的影响

分析了谱线漂移在地面辐射定标、星上辐射定标和在轨对地观测等环节对成像光谱仪辐射测量的影响,建立了从实验室辐射定标到星上辐射定标再到在轨对地观测全过程的辐射传递模型,并通过仿真分析求解了成像光谱仪入瞳处辐射测量不确定与谱线漂移之间的关系。结果表明,谱线漂移导致的辐射测量误差与谱线漂移量和入瞳辐亮度的分布梯度成正比;光谱带宽偏差对测量精度的影响程度较中心波长误差高一个数量级。对于可见近红外(VNIR)波段平均光谱带宽10 nm、短波红外(SWIR)波段平均光谱带宽20 nm的典型成像光谱仪,要保证谱线漂移引起的辐射测量不确定度小于6%,实现成像光谱仪在轨观测时入瞳处的辐射测量绝对精度优于10%,可见近红外波段中心波长偏差应不大于2 nm,光谱带宽偏差应不大于0.1 nm,短波红外波段中心波长偏差应不大于3 nm,光谱带宽偏差应不大于0.1 nm。     

激光诱导煤样等离子体的表征

以脉冲Nd·YAG激光器泵浦的光学参量发生/放大器输出为激发源,获得了一种家庭用煤样品的激光诱导等离子体(laser induced plasma,LIP)发射光谱。谱线线型呈洛伦兹线型,表明等离子体加宽以Stark展宽为主。利用发射谱线的Stark展宽和强度,通过测量等离子体不同位置的发射光谱,确定了等离子体温度和电子密度的空间分布,发现二者在垂直等离子体发光火焰方向相对火焰中心对称分布,沿发光火焰方向不具有对称分布的特点。发光火焰中心的等离子体温度和电子密度最大,且发光强度较大,因此利用光谱技术测量等离子体特征量时,宜采集火焰中心的发射光谱。样品中有些元素的发射谱线线型显示,等离子体中存在很强的自吸收现象,自吸收程度和激发波长及激光能量密切相关,激发波长接近谱线中心波长时,自吸收现象最明显;随激光能量的增加,发射光谱强度增加的同时,自吸收的程度也增大。把这些现象归因于原子跃迁概率的增大及激光强度增加引起的等离子体中粒子数密度的增大。自吸收现象导致实验观测到的发射谱线强度小于LIP的真实辐射强度,对等离子体进行测量时,应选取不存在自吸收现象的谱线,以便于提高测量准确度。     

环境气压对激光烧蚀Cu诱导发光机理的影响

利用时间分辨的光谱测量技术,测定了不同氪气压强下脉冲激光烧蚀金属Cu诱导等离子体发光羽的发射光谱及其强度随时间的分布。利用快速同步照相的方法,拍摄了不同氪气压强下的等离子体发光羽的照片。实验结果表明,等离子体发光羽的光谱主要由原子谱线构成,发光羽颜色随环境气压而变化。结合实验结果探讨了环境气压对脉冲激光烧蚀Cu诱导等离子体发光羽的发光机理的影响,认为不同环境气压下等离子体发光羽的发光机理不同,低压下以电子碰撞传能激发辐射为主,中压下以电子与原子碰撞传能激发和电子与一价离子的复合激发辐射为主,高压下以电子与一价离子的复合激发辐射为主,并用此机理定性地解释了所观察到的实验现象。     

纳米硅薄膜/多孔氧化铝复合体系光致发光的温度特性

利用高真空电子束蒸发方法在多孔氧化铝衬底上生长了纳米硅薄膜,经过650℃高温真空退火后,在10～300K温度范围内观测样品的荧光光谱特性,并对样品进行了场扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)谱的分析。PL谱结果表明,随着温度的升高,样品的发光峰位一般发生红移,但在50～80K范围内却出现了反常的蓝移现象;样品的发光强度基本是按逐渐减小趋势变化的。在60～80K之间,发光强度有少许变强。讨论了纳米硅薄膜的光致发光机理,用量子限制-发光中心模型对实验现象进行了解释。     

多孔硅光致发光的温度效应研究

通过对多孔硅光致发光峰随测量温度变化的研究，发现随测量温度的下降，光致发光峰位有两种截然不同的移动方向：发光峰中心波长较长的样品，主峰向低能方向移动(即红移)；而发光峰位波长较短的样品则向高能方向移动(即蓝移).根据多孔硅光致发光峰的温度效应，定性地给出了发光效率随波长变化的模拟曲线，并由此能较好地解释多孔硅光致发光峰位随温度变化而移动的实验现象. 关键词：     

氙气中辐射激波的发光特性

本文模拟研究了氙气中X射线加热产生辐射激波的发光特性.辐射激波采用Zinn模型计算,并在模型中输入氙气的辐射不透明度和状态方程参数.研究发现,辐射激波伴随着丰富的光学演化过程,激波对外辐射强度表现出两个明显的亮度峰值和一个亮度极小值,辐射光谱也经常偏离黑体辐射光谱.对氙气不同位置光学特性的分析可知,激波和内部高温区的辐射吸收系数的动态演化导致了辐射激波的发光位置和辐射强度的变化.     

非晶态半导体的发光

本文是一篇关于非晶态半导体发光的评论,涉及的材料是硫系玻璃、硅和砷,描述了它们的发光光谱,激发光谱、温度依赖关系和寿命。 硫系化合物中的辐射跃迁是导带尾中的一个电子和一个俘获空穴的复合,强的电子——声子耦合使俘获空穴附近的晶格发生畸变并降低它的能量。这种相互作用决定了它的发光带较宽,而且位于大约禁带宽度一半的位置。作者认为复合中心是一个带电的悬键,在砷的硫系化合物中,浓度是10~(17)cm~(-3),在非晶态硒中是10~(16)cm~(-3)。在空穴漂移迁移率和热激电导率方面也观察到同样的中心。 非晶态硅的发光也起源于导带尾和深中心之间的复合,可鉴别出三种分离的跃迁。和硫系化合物不同,它的电子——声子耦合不强。光谱的形状和强度对样品的制备和处理很敏感,而且和硅的其他电学、光学性质有关。     

Tm~(3+)掺杂Ge-Ga-Se玻璃中红外发光特性与多声子弛豫分析

用熔融急冷法制备了系列不同Tm3+掺杂浓度的Ge30Ga5Se65玻璃样品,测试了样品折射率、拉曼光谱、吸收光谱以及800nm激光泵浦下的近红外及中红外波段荧光光谱和荧光寿命。用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在Ge30Ga5Se65玻璃中的强度参数Ωi(i=2,4,6)、自发辐射跃迁概率A、荧光分支比β和辐射寿命τrad等光谱参数。讨论了800nm激光泵浦下掺杂1Wt%Tm3+样品在近红外1.23,1.48和1.8μm处的发光特性及各量子效率,研究了800nm激光泵浦下的样品中红外荧光特性与掺杂浓度之间的关系,计算了常温下该基质玻璃中Tm3+:3H5→3F4跃迁对于3.8μm处的多声子弛豫速率Wmp和Ge30Ga5Se65玻璃基质中多声子弛豫常数W(0)和电子-声子结合常数α值。结果表明Ge30Ga5Se65硒基玻璃较低的声子能量可以大大降低稀土离子能级间跃迁的多声子弛豫概率,从而提高中红外荧光发光效率,因此硒基玻璃作为稀土离子的掺杂基质材料对实现中红外荧光输出是非常有利的。     

猝灭剂对场致发光亮度的影响

在任何一种场致发光粉中尽管人们没有专门掺入猝灭剂,但在其中往往不仅有发光中心,而且也有无辐射复合中心,或者猝灭中心。猝灭中心的数量及其类型决定着辐射复合的量子效率P, 即辐射复合的数量对复合总数之比,并且显然影响着场致发光的亮度。为了简便起见,我们假设在发光粉中只存在一种猝灭中心。 往场致发光粉中附加一些诸如Co,Ni,Fe等典型猝灭剂时,从某一浓度起发光亮度就急剧下降。这些元素的猝灭作用是由二个原因决定的。第一,如果假设在场致发光激发时产生晶格离化[1,2],随后空穴在某种复合中心之间按其浓度Ni和由价带产生的空穴的俘获系数αi分布,那么猝灭中心数量的增加使发光中心上的空穴数减少,因而降低发光亮度。当激发区总的电离数Q0对于猝灭剂浓度不变时这是对的。第二,当正弦激发时在离化结束和复合开始的间隔t内,空穴通过价带在复合中心间重新分布,这一点对猝灭中心有利,因为它的能级E距     

钠铝氟化物包覆BaF2材料上转换发光性能

采用水热法合成了一种非稀土上转换发光材料,由钠铝氟化物和BaF2组成。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其进行了表征,分析表明,钠铝氟化物主要以NaF和Na3AlF6两种晶态存在于BaF2晶体表面,形成化学复合,呈现包覆结构。荧光光谱测试表明,样品在583nm可见光和863nm近红外光室温激发下,均能产生304和324nm的宽波段紫外光发射。时间分辨光谱表明,发光均有一个上升和衰减过程,衰减大约自15ms开始,磷光寿命大于18.4ms。借助上转换发光能量转换过程对发光机理进行了研究,分析表明,发光源于量子限制效应的带间光吸收和界面缺陷的光吸收,发光机制属于量子限制效应-界面发光中心复合发光。     

紫色半导体发光二极管激发下 Sm3+掺杂的铋碲酸盐玻璃的光谱能量分布与量子产率计算

采用积分球光谱测试系统,在紫色半导体发光二极管激发下,对Sm3 掺杂的低声子能量、高折射率铋碲酸盐玻璃的荧光光谱进行测试.荧光测试系统由直径为25.4 cm的积分球,配以CCD探测器组成,通过标准卤素灯定标,辅助卤素灯校正积分球内环境变化,解析出样品的绝对光谱能量分布,并进一步计算出光通量分布、光量子数分布,求得辐射通量、光通量、荧光量子产率等荧光特征参数.测试与计算结果表明,对应可见区Sm3 四个特征发射峰,总辐射通量为55μW,总荧光量子产率为4.07%;可见区内,样品受激后光通量为0.02 lm.文章首次将积分球法应用于多通道跃迁稀土离子荧光性能的测试,实现了荧光特性准确评价为目的的绝对光谱能量分布测试,为发光与激光材料光学性能的精确测量与表征提供了一种新方法.