固体ASm_2I_5的d-f跃迁荧光和反射光谱(A=K,Rb,Cs,T1)

本文系统地研究了化合物ASm_2I_5(A=K,Rb,Cs,T1)固体粉末的荧光光谱和反射光谱.讨论了Sm~(2+)在立方晶体场中的分裂能随着碱金属离子半径的增大而减小和f-d激发能随着A-I(A=Rb,T1)键的共价性增加而明显降低的现象.并从晶场效应和化学键性质两个方面解释了ASm_2I_5(A=K,Rb,Cs)和ASm_2I_5(A=Rb,T1)中的Sm~(2+)荧光光谱分别发生蓝移和红移的现象.     

Absorption Spectra and Ionic Conductivity of RbxCs1-xAg4I5 Superionic Conductors Thin Films

A series of RbxCs1-xAg4I5(x=0-1) thin films were grown by vacuum evaporation on NaCI crystal substrates at 350K. The absorption spectra of these films were measured at 80K in the wavelength range from 240nm to 400nm. It is shown that superionic conductor thin films of quaternary compound Rb0.5Cs0.5Ag4I5 and ternary compound RbAg415 can be obtained at x=0.5-0.6 and x=0.7-1, respectively. At x=0.65, the combined compound film of the mixture of 30mol% RbAg4I5 and 70mol% Rb0.5Cs0.5Ag4I5 is presented. Then, based on the spectral positions of the A1 and A2 peaks, we determined that the Rb0.5Cs0.5Ag4I5 exciton coupling energy Rex is 0.21eV, the forbidden zone width Eg is 3.82eV and the exciton radius aex is 0.70hm. Furthermore, the ionic conductivities of superionic conductor thin films of RbAg4I5 and Rb0.5Cs0.5Ag4I5 and their mixture film are investigated, respectively, in the temperature range 303 K-393K.     

掺铒铋酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性研究

测试了铋酸盐玻璃(85-x)Bi2O3-(10+x)B2O３-5Na2O(x=0，5，10，15，20，25 mol%)中Er3+离子的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热稳定性.应用Judd-Ofelt理论计算了铋酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数(Ω2=(352—386)×10-20cm2,Ω4=(138—152)×10-20cm2,Ω6=(093—117)×10-20cm2),应用McCumber理论计算了Er3+离子的受激发射截面(σe=(70—95)×10-21cm2)及Er3+离子4I13/2→4I15/2发射谱的荧光半高宽(FWHM=57—79nm)，测得了Er3+离子４I13/2能级荧光寿命(τm=265—159ms)，分析了玻璃的热稳定性能.研究了Er3+离子各种光谱参数对成分的依赖性，发现随着玻璃中B2O3含量的增加，强度参数Ωt(t=2,4,6)、荧光半高宽(FWHM)、热稳定性均相应增加，而测得的荧光寿命却减小.比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性，结果表明掺铒铋酸盐玻璃更适合于掺Er3+光纤放大器实现宽带和高增益放大. 关键词： 铋酸盐玻璃 光谱性质 成分依赖性 Er3+离子     

Rb(5D_J)+H_2→RbH+H反应截面的测定

利用激光泵浦一吸收技术,研究了在样品池中(T=385 K,H2气压400 Pa)的Rb(5DJ)+H2→RbH+H[x1∑+(υ"=0)]+H光化学反应过程.双光子激发Rb-H2混合蒸气中Rb原子至52D态,荧光中除有泵浦能级发生的直接荧光外,还包含由精细结构碰撞转移产生的敏化荧光,RbH分子是由5D原子与H2间的三体碰撞反应产生的.利用852 nm激光扫描RbH X1∑+(υ"=0→υ'=17)吸收带,△I'和△I"分别表示泵浦5D3/2和5D5/2时的吸收光强.泵浦室温下的纯Rb蒸气至5D3/2或5D5/2态,由于在低密度下52D精细结构混合可略去,故由5D3/2→5P1/2与5D5/2→5P3/2的荧光比得到泵浦率比.解速率方程组,得到5D3/2→5D5/2和5D→5D以外态的碰撞转移截面分别是9.8×10-16和2.0×10-16cm2,Rb(5DJ)+H2→RbH+H的反应截面分别是5.4×10-17(J=3/2)和2.3×10-17cm2(J=5/2),5D3/2与H2的反应活动性大于5D5/2,这与其他实验结果是一致的.     

利用激光诱导后向荧光测定Rb[5P3/2(F'=4)]在金属膜附近的非辐射跃迁率

利用激光诱导后向荧光光谱研究了Rb蒸气一玻璃界面的85Rb[5P3/2(F'=2,3,4)→5S1/2(F=3)]超精细结构跃迁.把界面分为2个不同的区域,靠近表面厚度约为一个波长的近区和远区(蒸气区域),近区起光谱滤波器的作用.将激光分为二束,一束作为检测光通过一个室温下的Rb参考样品池,得到5S1/2(F=3)→5P3/2(F=2,3,4)半宽为51O MHz的DoPPler吸收线,其中心离F=3→F'=4跃迁约为70 MHz.另一束激光进入温度为130℃的Rb样品池,记录共振后向荧光Sob(L),将它减去远区辐射的荧光sT(L),得到近区辐射的荧光Snexp(L),它是具有半宽RF=50 MHz的Lorentz线型,而ΓRF=Γn+Γcoll+Γnr,Γn为谱线的自然增宽,Γcoll=γRb-Rb,N为碰撞增宽,γRb-Rb为增宽系数,N为Rb基态密度,Γnr为玻璃表面激发态原子的非辐射能量转移引起的附加增宽,由此得到非辐射跃迁率为Anf=4→F=3=2.4×10 8s-1,它远大于自发辐射率A(5P3/2→5s1/2/2)1.4×107s-1.     

Er3+/Yb3+共掺TeO2-Li2O-B2O3-GeO2玻璃系统的光谱性质和热稳定性研究

制备了Er3+/Yb3+共掺的70TeO2-5Li2O-(25-x)B2O3-xGeO2(x=0,5,10,15,20 mol%)系列玻璃,研究了玻璃的热稳定性能,测试了玻璃的吸收光谱、荧光光谱以及Er3+离子4I13/2能级荧光寿命,并根据McCumber理论计算了Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面.结果表明:随着GeO2含量的增加,玻璃的热稳定性逐渐提高,荧光谱线半高宽(FWHM)保持在70 nm左右,而荧光强度和Er3+离子4I13/2能级荧光寿命逐渐提高,研究表明这种玻璃系统是一种具有应用潜能的宽带光纤放大器用的基质材料.     

K_2Te(Cs)日盲紫外光电阴极研究

研究了K2Te(Cs)日盲紫外阴极的制作工艺并制作了K2Te(Cs)日盲紫外阴极.测量了K2Te(Cs)日盲紫外阴极样品的光谱响应、光谱反射率和250nm波长激发条件下的荧光谱,测量结果表明:与Cs2Te日盲紫外阴极相比,在现有工艺条件下,K2Te(Cs)日盲紫外阴极的灵敏度高于Cs2Te日盲紫外阴极,光谱响应的峰值波长更短,位于250nm,而长波截止波长位于336nm;633nm的光谱灵敏度为10-4 mA/W数量级,较Cs2Te日盲紫外阴极低一个数量级.光谱反射率测量结果表明:K2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率在200~437nm的波长范围内,均高于Cs2Te日盲紫外阴极,而在437~600nm的波长范围内,反射率却与Cs2Te日盲紫外阴极基本相同;折射率及消光系数也低于Cs2Te日盲紫外阴极.荧光谱测试结果表明:在同样条件下,250~350nm波长范围内,由于K2Te(Cs)紫外阴极的荧光强于Cs2Te紫外阴极,因此跃迁电子数量更多,阴极灵敏度更高,比较适用于日盲紫外探测成像器件的制造.     

掺钕钆镓石榴石激光晶体光谱分析

掺钕钆镓石榴石(Nd3+: Gd3 Ga5 O12,简称Nd : GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质.采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,测试了晶体的吸收及荧光光谱,并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁概率、荧光分支比、荧光寿命等光谱参数.吸收光谱测试及计算结果发现,Nd:GGG晶体的最强吸收峰位于808 nm附近,主峰808 nm的吸收截面积σabs=4.35×10-20cm2,吸收线宽FWHM为8 nm,并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加.荧光光谱测试及计算结果表明,晶体的最强荧光发射峰位于1 062 nm附近,是Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁产生的荧光发射.主发射峰1 062 nm辐射跃迁概率AJJ'=1 832.01 s-1,荧光分支比βJJ=45.07%,荧光寿命τ=250 μs,受激发射截面σ(λ)=21.58×10-20cm2,较大的荧光分支比和受激发射截面易实现4F3/2-4I11/2通道的激光运转.     

Rb(7S-5D)-H2,He能量转移截面与温度的关系

脉冲激光双光子激发Rb(5S)态到Rb(5D)或Rb(7S)态,在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法测量了Rb(7S-5D)-H2,He碰撞能量转移截面与池温的关系.利用三能级模型的速率方程分析.通过测量在不同H2或He密度下的直接荧光与转移荧光的时间积分强度比,在353～493 K温度范围内得到了Rb(7S-5D)-H2,He的反应与非反应碰撞能量转移截面.对于Rb(7S)+H2→Rb(5D)+H2,其转移截面随温度的增加而减小,而其逆过程的转移截面则随温度的增加而增加.对于与He的碰撞,在不同温度下7S-5D的转移截面均符合细致平衡原理,7S,5D态与H2的碰撞速率系数是反应与非反应速率系数之和,利用实验数据可以分别确定反应与非反应截面,7S态的平均反应截面与5D态平均反应截面之比约为1.5.Rb(7S)与H2的反应活动性大于Rb(5D).     

K-Cs混合蒸气中K(4P)+Cs(5D)碰撞能量合并

测量了K- Cs混合蒸气中碰撞能量合并过程K(4P) +Cs(5D)→Cs(6S) +K(4D ,6S)速率系数,测量是相对于已知速率系数的过程[即Cs(6P) +Cs(5D)→Cs(6S) +Cs(7DJ) ]进行的。利用激光光解K2 和Cs2分子,得到Cs(6P ,5D)和K(4P)态原子,探测直接由光解离产生的原子发射的与由碰撞转移而布居的原子激发态发射的荧光的相对强度,结合Cs(6P)和K(4P)态的有效寿命,得到异核碰撞能量合并速率系数分别为2. 6×10 -9和3 .6×10 -9cm3 ·s-1。讨论了其他过程对速率系数的影响。     

LaOX:Ho3+体系的荧光光谱及其配位场解析

合成了LaOX:Ho3+磷光体(X-=Cl-,Br-),测定了该体系在室温和液氮温度下的荧光光谱;基于双层点电荷配位场模型,计算了Ho3+离子在LaOX系列基质中的配位场微扰能级,给出其荧光光谱的理论归属;这套能级与实测光谱吻合较好,并对5I8→5G6超灵敏跃迁激发带的“鞍形”结构、5I8→5G6及(5S2,5F4)→5I8跃迁峰的温度效应提出合理解释。     

稀土离子Eu3+掺杂Y2SiO5晶体的光谱和结构研究

用５１４．５ｎｍ、４８８．０ｎｍ的Ａｒ＾＋激光和４４１．６ｎｍ的Ｈｅ－Ｃｄ激光激发Ｅｕ＾２＋：Ｙ２ＳｉＯ５晶体的获得了一系列窄带荧光谱线,其中双重谱线结构源于Ｅｕ３＾＋离子发光中在该材料中占据两种不等价的非对称光学格位,测得了Ｅｕ＾３＋：Ｙ２ＳｉＯ５的Ｘ射线多晶衍射谱的面间距数据;计算了晶格常数和晶在角度,通过和非掺杂Ｙ２ＳｉＯ５晶体数据的比较,探讨了Ｅｕ＾２＋和Ｙ２ＳｉＯ５格位的相互影响。     

Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)和Nd3+,Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)激光晶体的光谱特性

本文分析了Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)的荧光谱和吸收谱,测算到Cr3+离子在4T2g-2Eg的能级间距为ΔE≈70cm-1,晶场强度Dq/B=2.50.说明由于GGGa(Ca,Mg,Zr)晶格扩大减弱了晶场,可望实现Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)室温下的调谐及Nd3+:Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)中Cr3+→Nd3+能量的转移.最后从理论上阐明了Cr3+在晶体GGG(Ca,Mg,Zr)中的能级结构.     

基质发光材料Na5Eu(MoO4)4和NaEu(MoO4)2的喇曼光谱

本文研究了基质发光材料Na5Eu(MoO4)4和NaEu(MoO4)2的喇曼光谱.用群论方法分析了它们的内、外振动模式,对实验振动模进行了指认.本文还将上述喇曼光谱与Na5Eu(WO4)4、CaWO4、SrWO4、CaMoO4和SrMoO4的喇曼光谱进行了比较,Na5Eu(MoO4)4和NaEu(MoO4)2的喇曼光谱结果表明(MoO4)2-离子团的高能量拉伸内振动是产生Eu3+的5D2→5D1,5D1→5D0-多声子无辐射弛豫的原因,这导致了Eu3+在这类材料中主要产生5DO→7Fj的发光跃迁.     

SmP5O14晶体中Sm3+离子的能级和晶场参数

本文利用光谱方法测定了SmP5O14晶体中Sm3+离子的能级,通过拟合定出晶场参数,利用这些参数所计算的能级和实验能级符合得很好。     

Latent Fingerprint Imaging Using Dy and Sm Codoped HfO2 Nanophosphors: Structure and Luminescence Properties

The development of latent fingerprints (LFPs) detected at the site of crime is considered as an imperative physical evidence in forensic investigations. Herein, a rapid and cost‐effective approach using nonhazardous Dy and Sm codoped HfO₂ nanophosphors is demonstrated to be utilized for LFP imaging. Sol–gel method can produce Dy and Sm codoped HfO₂ of monoclinic phase with crystallite size ranging from ≈10 to 25 nm. While selected area electron diffraction and lattice spacing calculated from high‐resolution transmission electron microscopy confirm monoclinic phase, Le‐Bail profile refinement of X‐ray diffraction (XRD) patterns demonstrate an exponential increase in lattice volume with incorporating various concentrations of Dy and Sm in HfO₂ lattice. Exciting Dy and Sm codoped HfO₂ with 393 nm photoluminescence spectra show emissions in blue, yellow, and near red regions emerging primarily due to energy transfer from Dy³⁺ to Sm³⁺ through multipolar interaction suggested by time resolved decay spectra. Combining excitation and emission spectra, an energy band diagram is proposed. Owing to excellent emissions, Dy and Sm codoped HfO₂ are explored for LFP imaging with good selectivity and resolution over multivariate surfaces like float glass and aluminum foil. The third‐level details like enclosure and termination–bifurcation are extracted due to nanosized nature of particles.     

六方相LaOF纳米体系中Sm3+/Eu3+的能量转移效应

为了探讨Sm3+/Eu3+共掺体系的荧光光谱特性和能量转移机理,采用水热-烧结法制备了Sm3+/Eu3+共掺LaOF纳米晶体颗粒,并用X射线衍射和透射电子显微镜对纳米晶体颗粒进行了表征.结果显示,所制备的纳米晶体颗粒呈六方相,均匀性和分散性良好,平均粒径为70 nm左右.通过442 nm连续光激发,在六方相LaOF:Sm3+/Eu3+纳米体系中实现了Sm3+离子向Eu3+离子的能量转移,观测到了因能量转移效应而产生的Eu3+离子5D0能级的荧光发射谱线.光谱学研究发现,能量转移源于Sm3+离子4G5/2能级向Eu3+离子5D0能级的弛豫过程,并且随着受主离子Eu3+浓度的增加,能量转移效率也随之提高.     

SrFCl0.5Br0.5:Sm2+的延迟荧光现象

本文报道了ＳｒＦＣｌ０．５Ｂｒ０．５：Ｓｍ＾２＋材料中Ｓｍ＾２＋的荧光光谱，并由光谱中几个较强的荧光峰的时间分辨光谱得到荧光的寿命。通过对连续光激发的荧光谱与脉冲光激发的荧光谱的比较发现了延迟光现象。并对不同延时时间的光谱作了比较，并进一步分析了延迟荧光产生的原因是来源于各辐射荧光的上能级粒子数布局方式的不同造成的。     

Optical spectroscopy of Mn2+ ions in CaCl2 single crystals

Abstract

In the present investigation the excitation and fluorescence spectra and lifetimes of Mn²⁺ ions in calcium chloride, for various manganese concentrations and sample temperatures have been studied for the first time. The fluorescence spectrum consists of an asymmetric broad band, which upon lowering the sample temperature, shifts its maximum from 580 nm at 300 K to 596 nm at 11 K. This luminescence band was associated with the ⁴T_lg(⁴G)→⁶A_lg(⁶S) spin-forbidden transition in the manganese ions occupying Ca-sites in the lattice of CaCl₂. The excitation spectrum of the Mn²⁺ fluorescence revealed the features of manganese ions in octahedral coordination and consisted of nine excitation peaks which were associated with Mn²⁺-crystal-field-sensitive transitions. A crystal field analysis of the wavelength positions of these transitions by means of the model developed by Curie et al. allowed us to determine the magnitude of the cubic field splitting 10Dq, the reduced Racah parameter B', the Koide-Pryce covalency parameter ε and the spin transfer coefficients f _[sgrave] and f _σ. From the measurement of the temperature dependence of the Mn²⁺ fluorescence lifetime, we have also obtained information about the different mechanisms which are involved in the relaxation of excited Mn²⁺ ions in this host crystal in the temperature range (11–300 K).     

白光LED用Ce3+/Sm3+共掺玻璃和微晶玻璃的发光特性及能量传递研究

采用高温熔融法制备了一系列Ce³⁺/Sm³⁺共掺透明微晶玻璃,并研究了其发光特性。在微晶玻璃中Ce³⁺呈现出基于4f-5d跃迁的较强的宽带蓝光发射,通过调节Ce³⁺/Sm³⁺离子的掺杂浓度,Ce³⁺/Sm³⁺离子共掺微晶玻璃发光的色度逐渐发生变化,当CeO₂/Sm₂O₃掺杂的量比为1:1时,制得的微晶玻璃发光色坐标为(0.315, 0.296)。通过光谱和荧光衰减曲线,研究了Ce³⁺离子到Sm³⁺离子的能量传递,在SAZKNGC_0.6S_0.6微晶玻璃中,Ce³⁺离子向Sm³⁺离子传递能量效率约为20%。结果表明,Ce³⁺/Sm³⁺共掺微晶玻璃是白光LED的一种潜在基质材料。