YAG∶Cr~(3 )晶体精细光谱结构研究

采用不同的晶体畸变模型,利用CDM(completediagonalizationmethod)方法对YAG∶Cr3 晶体的EPR参量进行了系统研究·通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下,对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况,不适合用杂质离子沿C3轴位移的模型来研究晶体的局域结构,而且由于基态和第一激发态的零场分裂都对局域结构微变非常敏感,因此仅由基态零场分裂来确定晶格局域结构是不可靠的·同时结果表明,Cr3 离子进入YAG晶体后,产生了Δθ=1.88°的三角畸变·从而成功统一地解释了YAG∶Cr3 晶体的EPR参量和精细光谱结构·     

KCdF3:Cr3+晶体EPR零场分裂参量与电荷补偿效应的研究

按照叠加模型与EPR零场分裂参量的三阶微扰理论,建立了KCdF₃:Cr³⁺晶体EPR零场分裂参量与四角对称Cr³⁺-Cd²⁺缺陷中心局域结构之间的定量关系.证实Cd²⁺空位与晶格畸变的存在,我们获得:围绕Cr³⁺离子的六个F^-配体分别向中心Cr³⁺移动Δ₁=0.00294nm,Δ₂=0.0010nm,Δ₃=0.0028nm (参见图2).EPR零场分裂参量与实验一致表明:Cd²⁺空位与晶格畸变的假设是合理的.尽管四角晶场主要来自Cd²⁺空位,但晶格畸变的贡献不可忽略.     

用Cr4+∶YAG晶体实现Nd3+∶YAG 0.946 μm激光被动调Q运转

以Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体 ,氙灯作为抽运源 ,实现了Nd3 +∶YAG晶体在 0 946 μm波长处的调Q运转。激光脉冲宽度为 38ns ,能量为 1 7mJ。     

Cr4+∶YAG晶体的激发态吸收研究

对Cr4 + ∶YAG晶体作为 10 6 4nm激光的可饱和吸收体进行了研究。利用速率方程 ,描述了强激光下晶体的激发态吸收 (ESA)的动力学过程。用实验验证了所导出的光强与透过率的理论曲线 ,并因此论证了可以利用晶体的激发态吸收进行激光调Q ,并对其进行优化。     

Cr3+：MgAl2O4晶体EPR参量及其电子精细光谱的研究

考虑了SS(Spin-Spin)作用和SOO(Spin-Other-Orbit)作用，采用完全对角化方法，结合自旋Hamiltonian理论，研究了Cr³⁺∶MgAl₂O₄晶体EPR参量及其吸收光谱，理论与实验符合甚好. 在此基础上，进一步研究了⁴A₂(3d³)离子EPR参量的微观起源. 研究表明，EPR参量起源于四种微观机制：(1) SO(Spin-Orbit) 耦合机制；(2) SS耦合机制；(3)SOO耦合机制；(4) SO～SS～SOO总联合作用机制. 在这些机制中，SO机制是最主要的.     

YAG晶体中Cr4+和Yb3+的光谱和荧光特性研究

报道了（Ｃｒ＾４＋,Ｙｂ＾３＋）：ＹＡＧ晶体的吸收光谱和荧光光谱特性。在室温下,（Ｃｒ＾４＋,Ｙｂ＾３＋）：ＹＡＧ晶体在９３７ｎｍ和９６８ｎｍ处存在两个吸收带,能与ＩｎＧａＡｓ激光二级管有效耦合：而且在１０３０ｎｍ处有一Ｃｒ＾４＋吸收峰,可以实现对Ｙｂ＾３＋的自调Ｑ激光输出。（Ｃｒ＾＋,Ｙｂ＾３＋）：ＹＡＧ 荧光光谱与Ｙｂ＾３＋：ＹＡＧ晶体一样,发光中心也是位于１０２９ｎｍ,但其强度比Ｙｂ＾３＋：     

Cr，Tm∶YAG晶体中的能量转移

通过对Ｃｒ∶ＹＡＧ、Ｔｍ∶ＹＡＧ和Ｃｒ，Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体吸收光谱和发射光谱的比较，研究了Ｃｒ，Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体中的能量转移过程．指出Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋能量转移过程中，无辐射能量转移占绝对优势．     

Cr,Tm:YAG晶体中的能量转移

通过对Cr:YAG、Tm:YAG和Cr,Tm:YAG晶体吸收光谱和发射光谱的比较,研究了Cr,Tm:YAG晶体中的能量转移过程.指出Cr3+→Tm3+能量转移过程中,无辐射能量转移占绝对优势.     

新型Nd3+∶Ca4GdO(BO3)3自倍频晶体Cr4+∶YAG被动调Q激光特性研究

采用氙灯抽运自倍频晶体Nd3 +∶Ca4GdO(BO3 ) 3 (简称Nd∶GdCOB) ,Cr4+∶YAG被动调Q ,实现了Nd∶GdCOB晶体被动调Q激光运转 ,测量了饱和吸收体Cr4+∶YAG不同小信号透过率下绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率 ,给出了描述Nd∶GdCOB晶体调Q工作原理的耦合波方程组 ,数值求解了该方程组 ,所得的理论结果与实验值相符合     

Tm∶YAG晶体的光谱及激光特性研究

测试了Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体的室温吸收光谱和荧光光谱，计算了各吸收谱线的振子强度，并根据Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论计算了Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体的荧光跃迁截面和荧光寿命。用红宝石激光泵浦时，获得了波长２．０１μｍ、能量４０ｍＪ的激光脉冲。     

LD泵浦Nd∶LuVO4/Cr4+∶YAG被动调Q激光器

采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶LuVO4晶体，利用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收元件，实现了1.06 μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为19.1 W时，获得最高平均输出功率为4.58 W，脉冲宽度为84 ns，单脉冲能量为36.6 μJ以及峰值功率为436.2 W的激光脉冲.     

Cr4+∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr4+∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr4+∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr4+∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr4+∶YAG固体激光器的本征效率.     

LD抽运Cr4+∶YAG高重复率被动调Q Nd∶YVO4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体，实现连续激光二极管（LD）端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q.在注入抽运功率为8.8 W时，得到重复频率23.8 kHz、平均功率1.21 W的调Q脉冲序列；每个脉冲能量为51 μJ、脉宽为25 ns、峰值功率达到2.03 kW.实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系.实验结果表明，当抽运功率较大时，脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小，对此进行了合理的理论解释.     

LD泵浦Nd3+∶GdVO4/Cr4+∶YAG固体激光器

通过合理设计，精密调控各元件和温控电流，得到了平均功率为70mW，脉冲宽度为22ns，重复频率为14 kHz，峰值功率高达230 W的Nd³⁺∶GdVO₄/Cr⁴⁺YAG绿光脉冲激光器.腔外采用望远镜系统聚焦，经KTP晶体倍频后，得到了平均功率为28.8 mW，脉冲宽度为19 ns，重复频率为14 kHz，峰值功率高达108 W的绿光激光输出，转换效率高达.指出了小光斑对倍频晶体带来的影响.     

Cr4＋：Nd3＋：YAG自调Q陶瓷激光器输出特性的计算分析

利用Siegman速率方程组，采用自适应变步长龙格一库塔数值方法，对Cr4＋：Nd3＋：YAG自调Q陶瓷激光器的输出特性进行了数值模拟，详细讨论了Nd3＋：YAG陶瓷厚度以及Cr^4＋离子浓度对陶瓷激光器的重复频率、峰值功率、单脉冲能量、脉冲宽度、以及平均输出功率等输出特性的影响。研究结果表明，随着参与作用的Nd^3＋离子数的增加，输出激光脉冲重复频率和平均输出功率均会明显提高；随着Cr^4＋离子浓度的升高，输出激光脉冲重复频率和平均输出功率则会明显下降。     

罗丹明-三嗪荧光探针对Al3+和Cr3+的识别

用罗丹明B乙二胺分步取代三聚氯氰环上两个氯原子,得到对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。在pH 4～6的乙醇溶液中,衍生物能选择性识别Al3+和Cr3+,荧光发射和紫外-可见吸收显著增强。衍生物对Al3+ 和Cr3+识别不受共存金属离子干扰。在一定条件下,可作为高选择性和高灵敏的Al3+或Cr3+荧光和比色增强型光谱探针。     

Cr3+离子激活的YAG外延单晶荧光层

Cr3+ 离子掺杂YAG外延层 (Cr3+ ∶YAG)的发光呈宽带谱特征 ,荧光色度坐标为x=0 .6 5 5 1、y =0 .2 949,在CIE1931色度图上相当于主波长λ≈ 6 38nm的红色光 ,并且具有较高的色饱和度 ,其发光谱中引人注目之处还在于荧光主峰的位置均在波长较长的λmax≈ 6 89nm和 70 9nm附近 ,是一种能够实现长波长 (λ≈ 70 0nm)红色光输出的单晶荧光体 ,可用作非晶硅液晶光阀投影仪的高分辨率写入光源。     

Investigation of Absorption Spectra of (Cr4+,Yb3+):YAG Crystal

The absorption spectra characters of the (Cr,Yb):YAG,Cr:YAG and Yb:YAG crystals are reported. In the absorption spectra of the (Cr,Yb): YAG crystal,there are two absorption bands at 937 nm and 968 nm respectively,which are suitable for InGaAs diode laser pumping;and there is an absorption band of Cr4+ near 1030 nm,which is suitable for passive Q switch laser output at 1.03 μm. This Cr-Yb-codoped crystal may be a potential material for compact,diode laser pumped passive Q-switched solid-state laser with efficient,high-stable.     

Nd~(3+)∶YAG的946nm准三能级激光系统理论分析

建立了Nd3+ ∶YAG的 946nm准三能级激光系统的速率方程。指出了端面抽运的准三能级激光系统增益介质存在的最佳长度。讨论了激光阈值、斜效率随a值的变化关系。采用特殊膜系抑制了谱线竞争 ,实现了 946nm的激光振荡。通过优化设计 ,在最大功率为 2W的 80 8nmLD的抽运下 ,获得了最大输出功率为 490mW的 946nm的激光。     

螺吡喃光响应的汞、铬、银离子探针及相互作用光谱

合成并表征了1-羟乙基-3,3-二甲基-6′,8′-二叔丁基吲哚啉苯并螺吡喃配体1及其衍生物配体2。由于苯并螺吡喃6′,8′-二叔丁基斥电子基团的电子效应,开环体部花菁酚氧负离子上的负电荷难以分散,使其结构不稳定,配体1在紫外光照射下不直接开环,只有在极性较强的甲醇溶剂中受适当金属离子诱导才能形成有色开环体部花菁结构形式。配体1能较好地选择识别Hg2+,Cr3+和Ag+。当其相互作用时,不但紫外可见光谱及荧光光谱有明显“turn-on”变化,而且体系颜色明显地由无色变成黄色,目视识别效果直观明显。其他金属离子的存在对Ag+,Cr3+和Hg2+的识别几乎没有干扰。配体1与Ag+,Cr3+和Hg2+络合的化学计量比均为1∶1,检出限分别是：7.435 8×10-6, 6.126 8×10-6, 3.452 4×10-6 mol·L-1。通过配体2进一步证明了配体1和金属离子识别的结合模式。即螺吡喃结构中N1位取代侧链上的羟基,和其开环体酚氧负离子相互协调并与金属离子结合。