激光晶体MgO:Ni2+的DV-Xx研究

本文将我们提出的一种在DV-Xα计算过渡金属络合物电子结构的基础上计算光谱的方法用于激光晶体MgO:Ni2+的研究.首次从第一性原理出发,全面计算了该激光晶体的单电子能谱、总态密度、自旋极化分裂、电荷转移跃迁能量、特别是d-d跃迁多重光谱项能量和自旋一轨道耦合常数,得到了与实验值较一致的结果.     

晶体CsMnBr_3的自旋极化MS-X_α计算

本文采用自旋极化MS一X_α方法,在晶体CsMnBr_3实际的D_(3d)低对称晶场下计算了络离子(MnBr_6)~(4-)的电子结构.给出了单电子的本征值、本征函数和自旋极化分裂,用过渡态理论计算了部分光学跃迁和电荷转移跃迁的能量,并用Case-Karplus电荷分配法计算得到自旋-轨道耦合常数ξ和讨论了晶体吸收光谱的精细结构.     

LiCl~–阴离子的光谱性质和跃迁性质

采用多参考组态相互作用方法结合全电子基组计算了LiCl~-阴离子5个电子态(X~2Σ~+,A~2Π,B~2Σ~+,3~2Σ~+,2~2Π)的电子结构.为了得到精确的光谱常数,计算中考虑了Davidson修正、芯-价电子关联效应和自旋-轨道稱合效应.拟合得到各电子态的光谱常数、分子常数、自发辐射速率和自发辐射寿命.基态的光谱常数与实验值和其他理论值符合较好,同时报道了LiCl~-阴离子激发态的光谱常数以及其到基态的跃迁性质.计算结果表明A~2Π?X~2Σ~+跃迁具有高对角分布的弗兰克-康登因子f₀₀,第一激发态A~2Π有较短的自发辐射寿命.构造A~2Π(v’)? X~2Σ~+(v")准循环跃迁进行激光冷却LiCl~-阴离子需要一束主激光和两束抽运激光.以上结果预测了激光冷却LiCl~-阴离子是可行的.     

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。     

掺有Ni~(2+)的α-Al_2O_3晶体的基态精细光谱、晶体局域结构和Jahn-Teller效应

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构和晶体局域结构,深入研究了Ni2+∶α-Al2O3晶体的自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用和它们对光谱精细结构的影响及Jahn-Teller效应.理论计算值和实验值相符合.研究发现,掺杂没有改变晶体的对称性、同时发现并合理解释了Ni2+对α-Al2O3晶体基态精细光谱中Jahn-Teller效应的存在机理.     

掺入V3+离子α-Al2O3晶体的基态精细光谱和晶体局域结构及J-T效应的研究

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微现磁效应的完全能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了V3+:α-Al2O3晶体的光谱精细结构和晶体局域结构,进一步研究了V3+:α-Al2O3晶体的自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用和它们对光谱精细结构影响及Jahn-Teller效应.理论计算值和实验值相符合.结果发现,掺杂没有改变晶体的对称性、同时发现并合理解释了V3+对α-Al2O3晶体基态精细光谱中J-T效应的存在机理.     

弛豫型铁电晶体0.92PZN-0.08PT的光吸收特性

本文研究了0．92PZN－0．08PT晶体的紫外－可见－近红外透过光谱，确定了它的吸收边波长为380nm,计算出该晶体在此波段的吸收系数，拟出了吸收系数与光子能量的关系曲线，由吸收系数的平方根与光子能量的曲线揭示出电子吸收光子能量后从价带到导带的跃迁是有声子吸收和发射的间接带隙跃迁。     

硼原(离)子内壳激发高自旋态能级和辐射跃迁

采用Rayleigh-Ritz变分方法计算了B原子(离子)内壳层激发高自旋态(~(4,5,6)L,L=S,P)里德伯系列的能量和精细结构劈裂,利用截断变分方法改进非相对论能量,并利用一阶微扰理论计算了相对论能量修正和质量极化效应修正,利用屏蔽的类氢公式计算了量子电动力学效应和高阶相对论效应,从而得到了高精度的组态能量.利用精确计算的波函数,计算了这些高自旋态的电偶极辐射跃迁波长、振子强度和辐射跃迁概率.通过长度规范和速度规范计算的振子强度的一致性证明了本文计算的波函数是精确的.相比其他理论计算结果,本文计算的高自旋态的能级及跃迁波长数据与实验数据符合得更好.对于一些高位的内壳层激发高自旋态,相关的能级和跃迁数据为首次报道,本文的计算结果对相关实验光谱谱线标定具有重要意义.     

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。     

掺有Ni2+的α-Al2O3晶体的基态精细光谱、晶体局域结构和Jahn-Teller效应

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构和晶体局域结构,深入研究了Ni2+∶α-Al2O3晶体的自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用和它们对光谱精细结构的影响及Jahn-Teller效应.理论计算值和实验值相符合.研究发现,掺杂没有改变晶体的对称性、同时发现并合理解释了Ni2+对α-Al2O3晶体基态精细光谱中Jahn-Teller效应的存在机理.     

晶体NiX2(X=Cl,Br,I)的光谱和电子顺磁共振谱研究

在强场耦合图像中,采用双自旋-轨道耦合(SO)参量模型建立了过渡族3d2(3d8)离子的三角对称下全组态光谱能级和电子顺磁共振(EPR)公式.与经典的晶体场理论(仅考虑中心金属离子的自旋-轨道耦合作用)相比较,该公式还包括了配体离子的自旋-轨道耦合作用的贡献,这一模型在应用于计算共价性较强的晶体光谱和电子顺磁共振谱可得到合理的结果.作为验证,用完全对角化方法研究了品体NiX2(X=Cl,Br,I)的光谱和电子顺磁共振谱,结果表明,理论与实验很好地符合.建立的全组态谱能级和电子顺磁共振公式为更精确地计算光谱和电子顺磁共振谱提供了一条可行方法.     

晶体C_3H_7NO_2:VO~(2+)的自旋哈密顿参数及局域结构

在晶体场理论(CF机制)和电荷转移机制(CT机制)的基础上,结合双自旋-轨道耦合参量模型、自旋哈密顿量的高阶微扰公式及晶场能量公式计算得到C_3H_7NO_2:VO~(2+)晶体的自旋哈密顿量(EPR参量)和吸收光谱,及电荷转移跃迁能级.对比只采用CF机制和采用双重机制下的计算结果,发现高价钒离子(V~(4+))掺杂在C_3H_7NO_2晶体中的CT机制对于其EPR参量的影响不能忽略.     

掺入V3+离子α-Al2O3晶体的基态精细光谱和晶体局域结构及J-T效应的研究

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的完全能量哈密顿矩阵。利用该矩阵,计算了V3+:α-Al2O3晶体的光谱精细结构和晶体局域结构,进一步研究了V3+:α-Al2O3晶体的自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用和它们对光谱精细结构影响及Jahn-Teller效应。理论计算值和实验值相符合。结果发现,掺杂没有改变晶体的对称性、同时发现并合理解释了V3+对α-Al2O3晶体基态精细光谱中J-T效应的存在机理。     

水热法祖母绿激光晶体的光谱性质研究

报道了温差水热法生长的祖母绿激光晶体(Cr3+:Be3Al2Si6O18)的光学参量特点.通过对祖母绿晶体的吸收光谱和荧光光谱的测量,计算了晶体场强度Dq、Racah参量B和C, Dq/B≈2.3,说明了祖母绿晶体中的Cr3+离子处于中等晶场.室温下的荧光光谱特点显示4T2→4A2的跃迁为700～840nm的宽带辐射跃迁.此外该晶体的有效声子能量h－ω=409.6cm－1,Huang-Rhys因子S=3.5较小,说明祖母绿的电-声子耦合作用较弱.     

超二代像增强器多碱阴极光电发射特性研究

通过测量超二代像增强器多碱阴极的光谱反射率和透射率,根据能量守恒定律计算得到了多碱阴极的光谱吸收率.结果表明,只有当光子的能量大于1.333 eV以后,多碱阴极的吸收率才开始快速增大.这说明多碱阴极的光谱吸收存在一个1.333 eV的长波吸收限,入射光的光子能量如果小于该吸收限,多碱阴极将不吸收.在多碱阴极的表面电子亲合势进一步降低的情况下,多碱阴极光电发射的长波理论阈值由长波吸收限所决定.多碱阴极在吸收光子之后的电子跃迁过程中,跃迁电子的能量增加小于所吸收入射光子的能量,即存在一个"能量损失".光子的能量越高,所激发的跃迁电子所处的能级越高,能量损失越大.同时光子的能量越高,跃迁电子所处的能级越高,电子跃迁的几率越低.多碱阴极的量子效率由吸收率、跃迁几率和跃迁能级、扩散过程中的能量损失等因素共同决定,因此多碱阴极的量子效率存在长波阈的同时也存在短波阈.多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大值之后,随着光子能量的增加而单调减小,在3.6 eV时,量子效率减小到零.多碱阴极在3.6 eV时的吸收系数仍然很高,但由于电子跃迁的几率低,同时电子扩散过程中的能量损失大,导致尽管多碱阴极对短波具有较高的吸收系数,但量子效率仍然较低.因此对多碱阴极所吸收的光子能量中,转换成为光电导、晶格热振动等其他非光电发射形式能量的比例而言,短波较长波高,对光电发射的贡献率而言,短波较长波低.     

离散变分x_α的双电子计算及MgF_2Ni~(2+)的晶场能级

使用离散变分x_a双电子计算方法计算了激光晶体MgF_2:Ni~(2+) 的部分双电子积分,并由此获得晶体的单态和三重态分裂值.结合离散变分x_a自旋计算,获得了MgF_2:Ni~(2+)的晶场能级.     

稀土在无机晶体中的发光

前言一、晶体中稀土离子的电子跃迁和发光光谱 1.f—f电子跃迁 2.f—d电子跃迁二、基质晶格对稀土离子以及稀土离子之间的相互作用 1.基质晶格对稀土离子发光的影响     

氟化镁分子电子基态和激发态振转光谱的计算

分子激光冷却是实验上产生冷分子的最重要进展之一。要找到适合做激光冷却实验的候选分子,就需要了解这些分子的结构参数和光谱数据,这些参数是选择分子的重要依据。详细计算了分子的X态和A态振动能级跃迁的Franck-Condon因子以及转动超精细能级结构,考虑到分子的核自旋、激发态寿命、跃迁能级波长、暗态等参数,提出了一种新的适合进行激光冷却的候选分子(氟化镁),选择适当的能级跃迁来构建一个准闭合的能级系统。这些参数为光谱数据的实验测量提供了理论依据,为进一步的激光冷却实验奠定了基础。     

本征GaAs中电子自旋极化对电子复合动力学的影响研究

采用时间分辨圆偏振光和线偏振光抽运-探测光谱,研究了9.6 K温度下本征GaAs中自旋极化电子与非极化电子的复合动力学及其随光子能量演化.发现自旋极化对电子复合动力学具有显著影响.仅在导带底附近测量时,两种方法测试到的复合寿命一致,而在高过超能量电子态测量时,两种方法测试到的复合寿命不一致.指出时间分辨法拉第光谱中,用于反演求解电子自旋相干寿命的电子复合寿命应该使用圆偏振光抽运-探测获得的复合寿命,而不是线偏振光抽运-探测获得的寿命.理论计算与实验结果吻合较好. 关键词： 圆偏振光抽运-探测光谱 自旋量子拍 自旋极化 GaAs     

自旋对弱耦合库仑束缚磁极化子基态能量的影响

采用改进的线性组合算符和LLP正则变换方法,在计及反冲效应的情况下讨论了自旋对弱耦合库仑束缚磁极化子基态能量的影响。以GaP晶体为例进行计算,结果表明自旋对极化子基态能量的影响并不能总是忽略不计。自旋能是否可以忽略取决于能带电子的有效质量与自由电子的质量之比、晶体本身的性质、外磁场强度等因素。