LiYF4:Nd3+的电子喇曼散射与双光子荧光

首次观察到下列LiYF₄:Nd³⁺的光谱:用波长λ为4880?的Ar⁺激光激发的⁴I_11/2能级所属斯塔克子能级Y₁—Y₆的电子和电-声子喇曼散射谱;用波长λ为6943?的红宝石激光激发的双光子荧光和电-声子荧光谱。 关键词：     

LiNbO3:Cr:ZnO晶体生长和光谱特性的研究

采用提拉法从近化学计量比的熔体中生长出尺寸为φ20 mm×50 mm的优质LiNbO3:Cr:ZnO(CZLN)晶体,其光学均匀度为7.59(10-5).进行了吸收和荧光光谱的测定研究.吸收谱测试表明:Cr3 离子在晶体中有2个宽且强的吸收带及1个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为480和660 nm,对应于4A2→4T1和4A2→4T2两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁,在4A2→4T2吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰,其波长为727nm,对应于4A2→2E(R线)的跃迁.荧光测试表明:当激发波长为660 nm时,CZLN晶体荧光宽带和1个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为802～988 nm,峰值波长为871 nm,对应于4T2→2E,4A2的联合能级跃迁,荧光线峰波长约为754 nm,其强度较弱,相应于2E→4A2(零声子线)能级跃迁.计算了晶场强度和Racah参数,其Dq/B=2.72,晶体属于强场介质.研究表明,CZLN晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出.它又具有较大的倍频系数,有望实现420 nm附近紫外的自倍频激光输出.     

NaYF_4:Tm~(3+)纳米棒中激光脉宽调控的荧光选择输出特性

基于频域和时域的光谱学分析,系统地研究了Tm~(3+)掺杂的NaYF_4纳米棒的荧光选择输出特性及荧光输出与激光脉冲宽度、激发波长、抽运功率及环境温度的依赖关系.结果表明:与其他因素相比,输出光色强烈地依赖于激光脉宽.通过合适的脉宽激光激发,在NaYF_4:0.5 mol%Tm~(3+)纳米棒中获得了强烈的单带近红外荧光发射,该波段荧光在深层组织成像方面具有极大应用优势.基于多声子无辐射弛豫理论和荧光动力学过程,揭示了脉冲宽度调控的单带近红外荧光的输出机理,其机理为多声子弛豫辅助的下转换荧光和激光脉宽调制的上转换荧光之间的竞争,该研究为光谱调控提供了新的理论依据和途径.     

Cr~(3+)在Y_3Ga_5O_(12)晶体中的能级和光谱特性

本文报道用熔盐法生长的Y_3Ga_5O_(12):Cr~(3+)晶体的能级和光谱特性.在室温下;测得~4T_2和~2E能级的有效荧光寿命为205μs,荧光光谱中心波长为727nm.根据Tanabe-Sugano理论计算了晶场能级,并求得了晶场强度参数D_q、Bacah参数B和C以及参数△分别为1626、645、2950和538cm~(-1).     

原子核电八極γ跃迁

本文用综合模型理论,讨论(7/2+)←→(1/2-)能级之间ЕЗγ跃迁。组态混合是由激发λ=2声子和核力引起的。计算的结果表明组态混合主要是由λ=2声子引起的。不利因子F约在0.01和0.1之间。舆其他种类跃迁的不利因子具有同一数量级。     

Ho：YVO4晶体中Ho^3＋光谱参数的计算

根据Ho^3 在Ho:YVO4晶体的吸收谱和0.6-2.1μm波段的荧光谱,用J－O理论计算了Ho^3 的强度参数Ωλ,并由此计算了激发能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数,讨论了Ho:YVO4晶体作为红外激光材料的可能性。     

Nd~(3+):SrY_2O_4粉体的制备、结构与光谱性能研究

为探索新型激光晶体,采用固相法合成了(3 at.%)Nd~(3+):SrY_2O_4多晶,对其结构和发光性质进行了研究.对样品的X射线衍射谱进行Rietveld精修得到了样品的晶胞参数、原子位置等.在353 nm激发下,Nd~(3+):SrY_2O_4在可见波段的最强荧光峰位于419 nm,对应Nd3+的2D15/2→4I9/2跃迁.在824 nm激发下,Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁的荧光谱带宽约为90 nm,最强峰为1083 nm,荧光寿命为281.7μs.宽发射光谱和长的能级寿命表明,Nd~(3+):SrY_2O_4是一种很有希望的新波长激光二极管抽运超短脉冲激光材料.     

Ho:YVO_4晶体中Ho~(3+)光谱参数的计算

根据Ho3+在Ho :YVO4 晶体的吸收谱和 0 6～ 2 1μm波段的荧光谱 ,用J O理论计算了Ho3+的强度参数Ωλ ,并由此计算了激发能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数 ,讨论了Ho :YVO4 晶体作为红外激光材料的可能性。     

高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的荧光谱研究

报道用分子束外延(MBE)技术生长的x=0.4,0.8的高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格低温和室温荧光谱研究结果.基态激子跃迁能级荧光谱实验结果显示高组分超晶格中具有高量子效率和高质量光发射.对激子能级随温度的变化进行了详细研究,给出激子跃迁能量的温度系数.激子能级线型的展宽随温度变化关系可用激子-纵向光学声子耦合模型解释.与光调制反射谱实验结果进行了比较.     

NO分子A~2Σ←X~2Π跃迁的激光双光子荧光激发谱

以Nd :YAG脉冲激光器泵浦的光学参量发生器 放大器 (OPG OPA)作激发光源 ,获得了 4 2 0～ 4 72nm波长范围内NO分子的双光子激光荧光激发谱 ,并利用此技术对NO分子的能级结构进行了实验研究 ,将所得谱线峰归属为NO(A2 Σ←X2 Π)的跃迁 ,荧光强度随激光强度的二次方变化关系表明此过程是一双光子激发过程。利用实验所得峰值波长计算了NO(A2 Σ)态的基振动频率ωe 和平衡位置的力常数k。通过对NO分子A2 Σ→X2 Π跃迁的荧光时间分辨光谱进行实验研究 ,得到 2 6 6Pa气压下A2 Σ(v′ =0 )态的能级寿命τ=5 3 76ns。测量荧光寿命随气压的变化 ,利用曲线拟合得到NOA2 Σ(v′=0 ,1) 两振动态的自发辐射寿命和无辐射跃迁驰豫速率常数     

Nd:YSAG单晶的光谱和激光性能

用提拉法生长了(1.5 at.%)Nd~(3+):Y_3Sc_2Al_3O_(12)(YSAG)激光晶体,摇摆曲线表明晶体结晶质量优良.测量了该晶体的吸收和发光光谱,表明其适合成熟的808 nm激光二极管(LD)抽运,其~4F_(3/2)→~4I_(11/2)跃迁最强发射波长为1059 nm,发射截面为1.03×10~(-19)cm~2,同时其激光上能级寿命为253μs,表明Nd:YSAG具有和Nd:YAG相近的效率,但其激光上能级寿命比Nd:YAG长约20μs.以LD抽运2 mm×2 mm×6 mm Nd:YSAG激光棒,激光阈值为0.85 W,最高输出功率为1.1 W,激光斜效率为21.1%,光-光转化效率为18.3%.综合表明Nd:YSAG单晶作为激光性能优良的全固态激光材料,更适合全固态调Q激光输出.     

ZnS:Ho~(3 )的辐射跃迁和无辐射过程

本工作研究了Ho~(3 )离子在宽禁带半导体ZnS中的辐射跃迁和无辐射过程。用发射谱线的积分光强和激发态寿命获得ZnS:Ho~(3 )的强度参数Ω_λ,同时计算了九个激发态的辐射跃迁几率和能级寿命。另外,通过在不同温度下测定Ho~(3 )离子~5G_6,~3K_8,~5F_2,~5F_3和~5S_2(~5F_4)能级的发射光强和寿命的方法,研究了这几个激发态间的无辐射过程,其中~5G_6,~3K_8,~5F_2和~5F_3这四个能级是处于热平衡状态,而~5F_3与~5S_2(~5F_4)能级间存在五个声子((1/n)ω_(Lo)=351cm~(-1))参与的多声子弛豫过程。     

Tm~(3+)掺杂Ge-Ga-Se玻璃中红外发光特性与多声子弛豫分析

用熔融急冷法制备了系列不同Tm3+掺杂浓度的Ge30Ga5Se65玻璃样品,测试了样品折射率、拉曼光谱、吸收光谱以及800nm激光泵浦下的近红外及中红外波段荧光光谱和荧光寿命。用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在Ge30Ga5Se65玻璃中的强度参数Ωi(i=2,4,6)、自发辐射跃迁概率A、荧光分支比β和辐射寿命τrad等光谱参数。讨论了800nm激光泵浦下掺杂1Wt%Tm3+样品在近红外1.23,1.48和1.8μm处的发光特性及各量子效率,研究了800nm激光泵浦下的样品中红外荧光特性与掺杂浓度之间的关系,计算了常温下该基质玻璃中Tm3+:3H5→3F4跃迁对于3.8μm处的多声子弛豫速率Wmp和Ge30Ga5Se65玻璃基质中多声子弛豫常数W(0)和电子-声子结合常数α值。结果表明Ge30Ga5Se65硒基玻璃较低的声子能量可以大大降低稀土离子能级间跃迁的多声子弛豫概率,从而提高中红外荧光发光效率,因此硒基玻璃作为稀土离子的掺杂基质材料对实现中红外荧光输出是非常有利的。     

用光致荧光研究多碱阴极光电发射机理

本文介绍了多碱光电阴极的特点及其在微光像增强器中的应用,叙述了光致荧光的原理.探索了利用光致荧光方法来研究多碱阴极Na2KSh膜层电子跃迁几率的方法,并测量了两个不同灵敏度多碱阴极的荧光谱及同一个多碱阴极在工作和非工作两种状态下的荧光谱,测试结果表明.多碱阴极的荧光强度与其电子跃迁的几率及阴极灵敏度成正比,同时多碱阴极在工作状态下,荧光强度比非工作状态下有所降低,原因是一部分跃迁电子逸出多碱阴极产生光电发射,而这部分电子不再回到基态,因此不再发出荧光.另外本文还测量了多碱阴极在不同波长激光激发条件下的荧光谱.结果表明,长波激发与短波激发相比,长波激发所获得的荧光强度更高,这说明长波激发产生跃迁电子的几率高,同时荧光谱峰值波长与激光波长的偏移较小,因此跃迁电子数多且能量损失小,有利于光电发射,将多碱阴极的荧光谱与多碱阴极的量子效率相比较.看出跃迁电子数量和所处能级这两个对光电发射过程有影响的关键因素中,能级因素对光电发射过程的影响更大.但对多碱阴极而言,由于短波激发时的电子跃迁几率低于长波激发时的电子跃迂几率,跃迁电子扩散过程中的能量损失较大,因此短波的量子效率随波长的增加而增加.实践证明,光致荧光是研究多碱阴极光电发射过程的一种有效手段,通过对多碱阴极荧光谱的研究,进一步揭示了多碱阴极的光电发射的机理,为进一步改进工艺和提高多碱阴极的灵敏度提供了重要的参考价值.     

Ho3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光特性

以52SiO_2-8Na_2CO_3-16Al_2O_3-33NaF-3LuF_3-0.15Yb_2O_3-0.03Ho_2O_3的配比方式,在1 500℃的温度下通过高温熔融法制备了Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氟氧化物玻璃样品和玻璃陶瓷样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品的光谱特性。根据吸收谱计算得到的谱线强度参数Ω_λ(λ=2,4,6),从而计算出理论振子强度和实验振子强度,二者的均方根差为δ_(rms)=8.23×10~(-7)。计算了Ho~(3+)的各个能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命参数。结果表明:(1)~5I_7级寿命较长,为0.28 ms,适合作为上转换中间能级;(2)~5I_6→~5I_8能级的跃迁分支比为90.90%,可用于产生1 167 nm的激光。在980 nm红外激光的激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的玻璃陶瓷具有强绿色(550 nm)上转换荧光和较强红色(650 nm)上转换荧光,绿光和红光分别对应~5S_2,~5F_4→~5I_8和~5F_5→~5I_8的能级跃迁。根据上转换发射功率与980 nm LD激光器功率的关系估算出跃迁过程吸收光子数目分别为2.16和2.18,由此确定出该跃迁过程为双光子吸收过程。结果表明,玻璃陶瓷在绿色上转换发光材料中具有潜在的应用价值。     

Pr3+ 掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷的光谱特性

用不同的激发波长532,514.5,476.5 nm,研究稀土Pr³⁺ 掺杂的透明氟氧化物玻璃陶瓷中Pr³⁺ 在LaF₃ 微晶环境和玻璃环境中的不同的荧光行为。对于微晶中的Pr³⁺ 离子,当用532 nm 和514.5 nm激发玻璃陶瓷时,观察到从³P₀ 能级到³H₅ 能级的发射,和¹D₂ 能级到基态³H₄能级,³P₀ 能级到³H₆ 能级的发射。我们认为微晶中Pr³⁺ 离子的³P₀ 能级上的电子布局是依靠电声子耦合-多声子辅助来实现的。为了进行比较,用476.5 nm 共振激发玻璃及微晶中Pr³⁺ 离子的³P₀ 能级,观察到³P₀ 能级到很多低能级如:³H₅、 ³H₆、³F₂的跃迁。而当在532 nm 和514.5 nm 非选择激发时,只有 ³P₀ 能级到³H₅ 能级的发射存在。我们认为这是由于不同的激光波长选择激发了不同环境中的Pr³⁺ 离子,532 nm 和514.5 nm 激发线选择激发了电声子耦合环境强中Pr³⁺ 离子。不同Pr³⁺ 离子掺杂摩尔分数分别为0.005%,0.05%,0.5%的发射光谱的研究还表明,这些电声子耦合环境强中的Pr³⁺ 离子浓度很高,很容易发生浓度猝灭现象。最后,用拉曼光谱研究了这类玻璃陶瓷的结晶性为和振动特性。     

Tm,Yb在杂五磷酸盐非晶中的上转换蓝光发射

报道在室浊下，高浓度Ｔｍ和高浓度Ｙｂ掺杂的五磷桎卤非昌在９６６ｎｍ半导体激光器激发下，Ｔｍ的Ｇ４能级和＾４Ｆ４能级分别产生峰位在４８０ｎｍ波长较强的上转换蓝光发射和很这红外７８０ｎｍ荧光发射，这一定荧光发射是由于Ｙｂ的＾２Ｆ５／２能级对９６６ｎｍ激光的强烈吸收，以及对Ｔｍ的相应上转换能级较强的能量传递而产生的上转换过程，Ｔｍ的浓度增大又使得Ｔｍ的蓝光相对减弱，另外，五磷酸盐非 的声子能量为上转换过     

NO分子A2∑←X2Ⅱ跃迁的激光双光子荧光激发谱

以Nd:YAG脉冲激光器泵浦的光学参量发生器/放大器(OPG/OPA)作激发光源,获得了420～472nm波长范围内NO分子的双光子激光荧光激发谱,并利用此技术对NO分子的能级结构进行了实验研究,将所得谱线峰归属为NO(A2∑←X2Ⅱ)的跃迁,荧光强度随激光强度的二次方变化关系表明此过程是一双光子激发过程.利用实验所得峰值波长计算了NO(A2∑)态的基振动频率ωe和平衡位置的力常数k.通过对NO分子A2∑→X2Ⅱ跃迁的荧光时间分辨光谱进行实验研究,得到266 Pa气压下A2∑(v′=0)态的能级寿命τ=53.76ns.测量荧光寿命随气压的变化,利用曲线拟合得到NOA2∑(v′=0,1)两振动态的自发辐射寿命和无辐射跃迁驰豫速率常数.     

溴到铷的类钠离子能级辐射跃迂几率和能级寿命

本文在多组态Dirac-Fock(MCDF)理论框架下计算了水窗波段(λ:23.3～43.8A,相当于Z:34～46)的溴到铷的类钠离子1s~22s~22p~6nlj(n=3～15,l=0～6)各能级能量及各能级n_il_ij_i—n_kl_kj_k(n_i≤6,n_h≤15)间的电偶极辐射跃迁几率,并由此得出可能产生软X射线激光跃迁(4f-5g,4d-5f,4f-6g,4d-6f)的激光上能级的寿命,把计算得到的跃迁波长与实验测量值进行比较,其相对误差小于0.35％。     

MgF2：V^2＋晶体能级和振动结构的DV—Xa研究

首次用DV-X_a方法计算了终端声子激光晶体MgF_2:V~(2+)的电子能级和振动结构,给出的晶场能级与实验值相当接近.使用晶格振动的“呼吸”模型,得到了基态~4B_(1g)和第一激发态~4B_(2g)的振动势能曲线.在简谐振动近似下,它们分别具有454cm~(-1)和460cm~(-1)的声子能量,与实验值399cm~(-1)符合很好.另外,还获得晶体振动的黄昆参数,激活能,和Franck—Condon交距等参数.计算了四种温度(0K,2K,77K和300K)下的振动线形,并与2K的实验吸收谱作了比较.