突破间接带局限创新Si基激光器

Si基高效发光与受激光发射是Si基光子学突破性发展的关键课题,它的实现对Si基微电子学的发展有深远的重大意义．由于受到天然Si材料间接带能带结构的限制,Si材料的发光效率极低,更谈不上可实现受激光发射,人工改性就成为当代研究、开拓的主要途径．新的Si基直接带体材料(如β-FeSi2等)的探索,Ge／Si量子阱、超晶格、量子点的能带工程介观改性,子带发光跃迁的探索,异类元素插入短周期超晶格中的化学键改性,以及SiO2高浓度nc-Si的生成和高激活度稀土离子的掺入发光等已开展了多途径的研究,不同程度上取得了重要的进展,一种MIS结构电子隧道注入高效发光器件已在SiO2：RE MOS结构中实现．运用激光器件物理的深入设计和新的器件技术的引入,可以预计本世纪初叶,对实现Si基激光器的奢望将会成为现实,无疑它对Si基光子学、Si基集成光电子学乃至信息高科技的发展将作出历史性的巨大贡献．     

Er3+离子掺杂钡镓锗玻璃上转换发光机理研究

研究了Er³⁺离子掺杂钡镓锗玻璃的吸收光谱、拉曼光谱和上转换光谱.分析了Er³⁺离子在钡镓锗玻璃中的上转换发光机理.结果表明：玻璃的最大声子能量为828cm^-1，紫外截止波长为275nm.采用800nm和980nmLD激发玻璃样品，在室温下观察到强烈的上转换绿光和红光发射.随着Er³⁺离子浓度的增加，绿光发光强度先增加后减小，而红光发光强度呈单调递增趋势.能量分析表明：800nmLD激发产生的绿光主要源于Er³⁺离子4I_13/2能级的激发态吸收过程；红光发射主要源于Er³⁺离子4I_13/2能级与4I_11/2能级之间的能量转移过程.980nmLD激发产生的绿光主要源于Er³⁺离子4I_11/2能级之间的能量转移过程；而红光发射主要源于Er³⁺离子4I_13/2能级与4I_11/2能级之间的能量转移过程和4I_13/2能级的激发态吸收过程.通过量子效率分析，发现采用800nmLD激发Er³⁺离子掺杂浓度为1mol% 的样品时，上转换绿光发光效率最高. 关键词： 上转换发光机理 3+离子掺杂')" href="#">Er³⁺离子掺杂 钡镓锗玻璃     

Yb离子抽运动力学及脉冲储能特性研究

从准三能级Yb离子的能级结构出发，建立了Yb离子的抽运和激光速率方程，结合解析和数值方法，研究了Yb激光介质的抽运动力学过程，包括抽运激发效率、最低抽运强度、激光能量提取效率等关键参数.比较了三类典型的Yb激光介质性能：Yb:S-FAP,Yb:YAG以及Yb:FP-glass.以放大自发辐射(ASE)为设计判据，重点研究了脉冲储能型Yb激光器的设计准则，包括增益介质的厚度与掺杂浓度.最后利用此模型给出了基于Yb:S-FAP以及Yb:YAG的100J级二极管抽运固体激光器(DPSSL)的总体设计参数.将对基于Yb激光介质的脉冲储能型DPSSL的设计提供有益的参考. 关键词： Yb离子 速率方程 抽运动力学 二极管抽运固体激光器     

基于联合分离原子模型的电离理论

采用微扰静态(PSS)模型近似处理极化和结合能效应，并引入了相对论效应、能量损失效应和库仑偏转效应修正的ECPSSR理论是描述直接库仑电离过程最成功的理论，但对于低能离子入射时， 其结果明显低于实验值. 采用联合分离原子(USA)模型替代ECPSSR中的PSS模型，考虑分子轨道效应得到了基于USA模型的电离理论——MECUSAR理论. 对部分碰撞系统进行了计算，得到的碰撞截面与实验结果基本符合. 结合OBKN(Oppenheimer-Brinkman-Kramers formulas of Nikolae 关键词： X射线产生截面 离子-原子碰撞 电子俘获     

双离子(40Ar+, C2H+6)辐照合成金刚石纳米晶颗粒

用双离子(⁴⁰Ar⁺，C₂H⁺₆)辐照实验完成了从多壁碳纳米管向金刚石纳米晶颗粒的转变.对转变机理进行了初步探讨.这一探索有望能成为一种金刚石纳米晶合成的新途径.由此可知，多重荷能离子辐照用于其他材料纳米结构的制备也不是凭空设想. 关键词： 金刚石纳米晶 离子辐照 透射电子显微镜     

NⅡ离子2p4f—2p3d辐射跃迁概率的理论研究

在全相对论理论框架下，利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法，系统计算了NⅡ离子2p4f—2p3d的辐射跃迁概率，得到的结果与已有实验值符合很好.具体计算中，详细分析了相对论效应、电子关联、弛豫效应、Breit相互作用和量子电动力学(QED)效应对能级精细结构及辐射跃迁概率的影响.结果表明：相对论效应、电子关联和弛豫效应对NⅡ 2p4f-2p3d辐射跃迁概率有很重要的影响,考虑了这些效应后计算值得到明显改善.     

高电荷态离子40Arq+与Si表面作用中的电子发射产额

报道了在兰州重离子加速器国家实验室电子回旋共振离子源原子物理实验平台上，用高电荷态⁴⁰Ar^q+(1≤q≤12)离子作用于半导体Si固体表面时的电子发射产额实验测量.实验中，通过改变炮弹离子的电荷态和引出电压选取其不同的势能和动能，系统地研究了入射离子势能沉积和与其在固体中的电子能损对表面电子发射产额的贡献.结果表明，作为引起表面电子发射的两个主要因素，单离子的电子发射产额与炮弹离子在固体表面的势能沉积和电子能损都有近似的正比关系.     

激光等离子体的电子温度对Thomson散射离子声波双峰的影响

通过对不同激光条件产生的等离子体进行Thomson散射实验诊断，发现在距靶面为150 μm的临界密度面内，离子声波双峰强度出现明显的不对称性，而且强峰的位置发生了转移：当等离子体的电子温度较高时，强峰出现在短波方向；当等离子体电子温度较低时，强峰出现在长波方向.光的拉曼散射效应对应地解释了离子声波的双峰结构、双峰强度不对称性及强峰出现的位置.建立了光的拉曼散射与电子的Thomson散射的对应关系.     

退火温度对ZrO2纳米材料中Eu3+离子发光的影响

研究了退火温度对ZrO₂纳米材料中Eu³⁺离子发光性质的影响. 材料的结构、晶粒尺寸和形状以及晶格的排列分别由XRD，TEM表征. 结果表明：用共沉淀法制备的ZrO₂纳米材料具有不随退火温度变化、稳定的四方结构；材料的晶粒尺寸随退火温度的提高而增大；晶格的排列由无序逐渐变为有序；发射光谱表明其主要发射在595 nm和604 nm处；在394 nm的紫外光辐照下得到了不同样品的604 nm荧光发射强度的变化不同. 这种现象与样品中O^2-离子含量和样品表面的表面缺陷有关；另外，电荷迁移带随退火温度的变化而变化.     

GeO2-Bi2O3-MOx(MOx=WO3, BaO)玻璃近红外超宽带发光的研究

用高温熔融法制备了(99.5-χ) GeO₂-χBaO-0.5Bi₂O₃(χ=3, 6, 9mol%)与(99.5-φ)GeO₂-φWO₃-0.5Bi₂O₃(φ=3，6，9mol%)玻璃，测定了样品的发射光谱(800nmLD激发)、吸收光谱、荧光衰减和差热曲线.实验结果表明，在GeO₂-WO₃-Bi₂O₃系统玻璃中，随着WO₃含量的增加，在1260nm处的发光强度增强，荧光半高宽(FWHM)增宽，荧光寿命增长，而且玻璃的吸收边带发生明显的红移；在GeO₂-BaO-Bi₂O₃系统玻璃中，随着BaO含量的增加，玻璃在1290nm处发光强度增强，FWHM增宽，荧光寿命增长，吸收边带也有明显的红移.从吸收边带发生红移的情况，结合发射光谱和荧光衰减曲线特性，我们推断玻璃样品在近红外的宽带发光可能由Bi⁵⁺离子所引起.从荧光特性估算了玻璃的σ_p×τ和σ_p×Δλ值，这些玻璃均具有较小的σ_p×τ和较大的σ_p×Δλ特性，说明GeO₂-Bi₂O₃-MO_x(MO_x=WO₃, BaO) 系统玻璃是研制成近红外(O到S波段)超宽带光纤放大器的良好材料.