Cr2+: ZnS和Fe2+: ZnS光谱特性的比较研究

基于密度泛函理论和投影平面波方法,采用第一性原理对比分析了Cr2+: ZnS和Fe2+: ZnS 的电子结构和光学性能。晶体中二价掺杂离子的态密度、能带结构和几何优化由广义梯度近似的PBE描述。Cr2+: ZnS和Fe2+: ZnS的近中红外光谱表明,特征吸收来自于局域激发的d和p-d杂化轨道之间的跃迁,Fe2+: ZnS的中心跃迁能量比Cr2+: ZnS的要低,红移0.34 eV;分别制备了Cr2+: ZnS和Fe2+: ZnS晶体,并测得了Cr2+: ZnS和Fe2+: ZnS的吸收光谱,证实了Fe2+: ZnS的特征吸收峰较Cr2+: ZnS红移0.34 eV。     

Cr~(2+):ZnSe全固态中红外激光器

建立了一种高质量、高效率全固态中红外激光系统,并对激光输出的效率、光束质量等指标进行了测试。首先,以二极管激光器为泵浦源,Tm~(3+):YAP晶体为增益介质,搭建了输出波长为1.97μm的近红外激光器。然后,以Tm~(3+):YAP激光器为泵浦源,自行开发研制的Cr~(2+):ZnSe单晶为增益介质,搭建了全固态中红外激光器。最后,测试了全固态中红外激光器的光束质量及激光器出光效率,并对谐振腔光效率的理论输出值与实际的激光器出光参数进行了对比。实验结果表明:此全固态中红外激光器的光光转换效率为17.2%,斜率效率为20%,在最高输出能量为3 W时的光束质量(M~2)在x和y方向分别为1.7和1.73,光束基本为圆形的高斯光斑。     

ZnO:Fe~(3+)体系局域晶格结构的研究

本文采用对角化三角场中d5组态离子的完全能量矩阵的方法,研究了Fe3+离子在Zn O:Fe3+体系的局域结构与EPR参量的关系,结果表明:在Zn O:Fe3+体系中,Fe3+取代了Zn2+离子后整个晶体显示出压缩畸变,其畸变参量ΔR=-0.119和Δθ=0.339°被确定.     

ZnSe∶Fe~(2+)中的动态Jahn-Teller效应和远红外光谱的研究

推导了 3d4 / 3d6离子基态 5D在立方晶体场、自旋 轨道耦合和动态Jahn Teller效应作用下的哈密顿矩阵 ,并用对角化该哈密顿矩阵的方法研究了Fe2 + 在ZnSe中的远红外光谱 ,理论计算与实验符合得好 .研究表明 ,在ZnSe∶Fe2 + 中 ,比晶体场理论分析多出的分裂谱线是Fe2 + 与ZnSe晶格间的动态Jahn Teller效应引起的 .还预测了其它Jahn Teller效应分裂谱 .所推导的哈密顿矩阵对研究 3d4 / 3d6离子在立方晶体中的精细光谱、电子顺磁共振谱和动态Jahn Teller分裂都是有用的 .     

ZnS:Co2+和CdTe:Co2+中配体对g因子的贡献

采用双自旋-轨道耦合模型和分子轨道研究了Co²⁺离子在Ⅱ-Ⅵ半磁半导体ZnS和CdTe中的EPR g因子.计算表明,配体Te有大的SO耦合作用和强的共价性,其对g因子有较大的贡献.     

Al_2O_3∶Fe~(3+)体系晶格局域结构的EPR理论研究

本文通过分析Al2 O3 ∶Fe3 + 体系中Fe3 + 离子的EPR谱 ,研究Fe3 + 的局域晶体结构结果表明Al2 O3 ∶Fe3 + 的局域结构存在各向异性膨胀。用拟合EPR谱的低对称参量D和 (a -F)实验值的方法 ,求得两个三棱锥的棱与C3 轴的夹角分别为θ1=4 6 .5 4°和θ2 =6 1.2 6° ,相对于原Al2 O3 结构的畸变角分别是Δθ1=- 1.1°± 0 .1° ,Δθ2 =- 1.8°。两畸变角同时均小于 0说明Al2 O3 ∶Fe3 + 体系中含Fe3 + 离子的晶格主要产生沿C3 轴的伸长畸变     

Mn掺杂的ZnS(001)表面的电子态特性

利用第一性原理计算Mn在ZnS(001)表面上几种掺杂位置的形成能、局域分波态密度和磁矩.对Mn在ZnS(001)表面上的三种位置的形成能进行比较,得到两种填隙位置是非常稳定的掺杂位置.分析ZnS(001):Mn各种再构表面的电子态密度和电荷密度分布.结果表明,三种表面模型中,自旋向上的Mn原子的3d态和近邻S原子的3p态都有一定的杂化,并且替代掺杂的Mn和邻近S原子的p-d杂化最明显,形成的共价键最强.而自旋向下的Mn原子的3d态比较局域,受S原子的3p态影响较小.计算了三种掺杂表面的磁矩,并分析计算结果.     

ZnS:Mn2+/聚苯乙烯核壳及ZnS:Mn2+中空球的制备和光谱性质

采用超声化学沉积法制备了ZnS:Mn2+/聚苯乙烯核壳结构和ZnS:Mn2+空心球.产物分别用透射电镜、X射线衍射仪和光致发光谱进行了表征.透射电镜结果表明,在聚苯乙烯胶体微球表面覆盖了平均尺寸为9nm的ZnS:Mn2+纳米颗粒,X射线衍射结果进一步验证了这个结论.将核壳粒子在500℃灼烧除去PS核后,可以得到空心的ZnS:Mn2+微球,Mn2+的发射谱的峰位在540nm,与体相材料相比,蓝移了45nm,这可能是由于壳层结构引起Mn-O八面体畸变,进而导致能带结构变化引起的.     

玻璃基质中ZnS纳米晶Mn2+的EPR谱

用融熔法制备分散有ZnS:Mn²⁺纳米晶的纳硼硅(Na₂O-B₂O₃-SiO₂)玻璃在不同温度、时间对样品进行退火处理,得到不同尺寸的纳米晶.研究了玻璃基质中ZnS:Mn²⁺纳米晶的EPR谱、微波功率饱和EPR谱及发射光谱,发现Mn²⁺有二种组态,即替位组态和间隙位组态.分析结果表明替位组态Mn²⁺及周围立方晶场的畸变程度直接影响光学发光特性.     

Fe~(24+)离子双电子复合以及和H_2 碰撞的共振转移与激发X射线发射过程的研究

以准相对论Hartree-Fock理论为基础,对Fe~(24+)离子KLn(n=L,M,N,O,P)共振激发态可能辐射衰变通道的双电子复合过程的共振强度进行了系统的理论计算研究,计算了KLL共振激发态谱项能级电偶极允许跃迁的共振强度和截面,在此基础上,根据已有H_2分子的实验Compton轮廓,进一步计算了能量在300—800 MeV范围内,抛射体Fe~(24+)离子俘获H_2分子靶电子的KLn(n=L,M,N,O,P)共振电荷转移与激发X射线发射截面,计算结果与最新实验值或者其他理论计算结果做了对比分析,研究表明,对于Fe~(24+)离子KLn(n=L,M,N,O,P)的双激发态,Kα辐射衰变通道对双电子复合过程的共振强度贡献最大,是起主导性作用的重要通道,Kα辐射衰变X射线的波长范围λ为1.850—1.880A,而非Kα辐射衰变的波长范围λ为1.460—1.601 A,两者共振X射线的波长位置并不重叠。     

Cr^4＋：YAG,Cr^4＋：Mg2SiO4近红外荧光辐射温度特性研究

测量了Ｃｒ＾４＋，ＹＡＧ、Ｃｒ＾４＋，Ｍｇ２ＳｉＯ４晶体在室温和液氮温度下的荧光光谱，吸收光谱和激发态寿命，讨论了温度变化时，两种晶体中Ｃｒ＾４＋近红外辐射积分强度变化与激光发态寿命变化的关系，得出结论：在７７Ｋ￣３００Ｋ范围内，Ｃｒ＾４＋的＾３Ｔ２能级荧光辐射截面本身受温度影响不大，Ｃｒ＾４＋辐射荧光的变化，主要是由无辐射弛豫速率随温度变化而引起的。     

ZnS:Cr2+中局域晶格结构和自旋单态对零场分裂参量的贡献

在统一配体场耦合图像的基础上,构造了d⁴电子组态过渡金属离子在强场图像下包括所有自旋状态的210×210维完全能量矩阵.通过对角化完全能量矩阵,研究了Cr²⁺掺杂ZnS的局域晶格结构和Jahn-Teller能.理论计算结果与实验值符合非常好.同时,还研究了Cr²⁺掺杂ZnS后体系自旋单态对零场分裂参量的贡献.结果表明:自旋单态对二阶零场分裂参量D的贡献可以忽略,但是对于四阶零场分裂参量a和F的贡献却 关键词： 2+')" href="#">ZnS:Cr²⁺ 统一配体场耦合 自旋单态 Jahn-Teller能     

Cr4+在Al2O3多晶体中的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备Cr:Al₂O₃透明多晶陶瓷.测定了其退火前后的吸收光谱和荧光光谱，发现在Al₂O₃六配位的八面体结构中，Cr⁴⁺的荧光发射也处在1100—1600nm波段的红外区间，荧光发射峰位于1223nm附近，类似Cr⁴⁺在四面体中的发光行为.同时由于氧化铝晶格常数较小，晶体场强较强，使Cr⁴⁺:Al₂O_{3< 关键词： 4+')" href="#">Cr⁴⁺ 2}O₃透明陶瓷')" href="#">Cr:Al₂O₃透明陶瓷 光谱性质 八面体     

Experiment Study on Active-passive Mode-locking Using Cr4+:YAG as Saturable Absorber

Cr4+:YAG crystal was used as a saturable absorber in an active-passive mode-locked Nd:YAG laser. The stable and complete mode-locked pulse train was achieved at 1064 nm. The duration of ～0.8 ns to 2.4 ns for a single pulse was obtained by using Cr4+:YAG crystals with the different initial transmissions, and there was a shortest pulse width. The mode-locking dynamic process of Cr4+:YAG crystal was discussed to explain the experimental result, and the effect of excited-state absorption was considered.     

Theoretical simulations of emission spectra of Fe^7＋ and Fe^＋8

The energy levels, oscillator strengths, spontaneous radiative decay rates, and electron impact collision strengths are calculated for Fe VIII and Fe IX using the recently developed flexible atomic code （FAC）. These atomic data are used to analyse the emission spectra of both laboratory and astrophysical plasmas. The nf-3d emission lines have been simulated for Fe VIII and Fe IX in a wavelength range of 6-14 nm. For Fe VIII, the predicted relative intensities of lines are insensitive to temperature. For Fe IX, however, the intensity ratios are very sensitive to temperature, implying that the information of temperature in the experiment can be inferred. Detailed line analyses have also been carried out in a wavelength range of 60-80 nm for Fe VIII, where the solar ultraviolet measurements of emitted radiation spectrometer records a large number of spectra. More lines can be identified with the aid of present atomic data. A complete dataset is available electronically from http：//www.astrnomy.csdb.cn/EIE/.     

掺铬的镁橄榄石晶体连续波可调谐激光器

本文报道了连续波Nd:YAG激光器泵浦掺铬镁橄榄石(Cr⁴⁺:forsterite)晶体获得了连续波可调谐运转,该激光器采用Nd:YAG激光器的1.06μm谱线泵浦Φ5×9mm的Cr⁴⁺:forsterite晶体.在吸收泵浦功率为8.7W时,得到1.05W的连续波输出.当在腔内放置色散元件后,其调谐范围是1186nm～1306nm,同时详细研究了输出功率随温度和输出镜透过率的变化特性.     

Cr~(4+): YAG被动调Q与激发态吸收饱和

运用速率方程计算了Ｃｒ４＋ＹＡＧ晶体的基态吸收、激发态吸收与入射脉冲的能量密度和强度的关系。在测量晶体透过率的实验中，发现Ｃｒ４＋ＹＡＧ晶体的激发态吸收趋于饱和。理论计算与实验数据拟合给出了包括基态吸收截面，激发态吸收截面和寿命等参数。在用Ｃｒ４＋ＹＡＧ对脉冲式ＮｄＹＡＧ激光器被动调Ｑ的实验中，得到脉宽５ｎｓ、能量９０ｍＪ的激光脉冲，并且发现这种调Ｑ与Ｃｒ４＋ＹＡＧ的激发态吸收饱和直接相关。     

Cr^4＋：YAG调Q特性的理论和实验研究

从理论和实验两个方面研究Ｃｒ＾４＋：ＹＡＧ的调Ｑ特性，测量了Ｃｒ＾４＋：ＹＡＧ调ＱＮｄ＾３＋：ＹＡＧ激光器在不同条件下脉冲能量和脉冲宽度，并与理论结果进行比较，结果显示脉冲能量的理论结果与实验结果能较发地符合，脉冲工的理论结果与实验结果变化趋势大致相一致，文中还对Ｃｒ＾４＋：ＹＡＧ调ＱＮｄ＾３＋：ＹＡＧ激光器的其它实验现象给出定性解释。