蓝宝石中子辐照色心的研究

研究了中子辐照对蓝宝石(α-Al2O3)单晶体缺陷形成及光学性能的影响,对采用提拉法与温度梯度法生长的蓝宝石晶体进行中子辐照,通过对比辐照前后的吸收及荧光光谱变化,发现辐照使得蓝宝石晶体内形成F、F^ 和F2^ 色心缺陷,但不同方法生长的晶体样品中色心浓度差异明显。其中提拉法样品的F心浓度要高于温度梯度法样品,而温度梯度法样品中F^ 色心浓度要高于提拉法样品。分析表明,这与两种方法生长的晶体中杂质含量差异有关。通过研究辐照后晶体的热致发光谱发现提拉法与温度梯度法生长的蓝宝石晶体分别在145℃与150℃有明显的热致发光出现,采用初始上升法计算出两种方法生长的晶体的热致发光陷阱深度分别为1．15eV及1．05eV。     

钨酸铅晶体的本征色心和辐照诱导色心

根据钨酸铅晶体(PbWO4,简称PWO)的缺陷化学和晶体结构特点,用光吸收谱、广延X射线吸收精细结构(EXAFS)和精密X射线衍射(XRD)方法对高温退火后PWO晶体进行微结构研究,获得了其退火前后缺陷变化的情况,据此提出生成态(asgrown)晶体中350nm本征色心吸收带起源于V-F空穴心,并指出PWO中紫外区色心吸收带的强度取决于晶体中铅空位和氧空位浓度之差:[VPb]-[VO];然后,结合晶体在紫外光(UV)辐照过程中色心的转化规律和偏振吸收谱的实验结果,提高420nm辐照诱导色心吸收带起源于V0F双空穴心.并对所提出的PWO晶体色心模型的合理性进行了讨论. 关键词： 钨酸铅 本征色心 辐照诱导色心 色心模型     

LiF晶体F_3~ 色心的实验研究

本文从实验上系统地研究了在不同条件下电子束辐照LiF晶体所形成的F_3~ 色心的光学特点。并且由荧光光谱分析了F_3~ 心和F_2心,的相对密度关系。实验表明,辐照温度对于色心的形成和密度的相对大小起着关键的作用。主要实验结果包括:1)在液氮温度下辐照,然后在暗处加热至室温可形成高密度的F_3~ 心,表现在发射光谱中F_3~ 心荧光占绝对优势。吸收光谱表明没有N心和R心。2)由动力学荧光谱可以看到低温辐照的样品在F_2~ 心衰变的同时,F_3~ 心密度迅速增加。而室温辐照的样品则是F_2心,与F_3~ 心的密度以近似相等的速率增加。3)详细观察了F_3~ 心530nm荧光激发带与F_2心670nm荧光激发带半宽度的变化和双峰结构。由此对M吸收区的发光特点作了解释。     

碘化铯晶体中电子型色心的电子结构研究

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα)模拟计算了完整的和含有F心、F+心以及F2心的碘化铯(CsI)晶体的电子结构,得到了含F心和F+心以及F2心的CsI晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F心和F2心的CsI晶体的禁带宽度明显变窄,F心和F2心的能级都出现在禁带中并且作为施主能级位于导带底部,利用过渡态理论计算得到其能级向Cs的5d轨道发生光学跃迁,能量跃迁值分别为1.69eV和1.15eV,该结果与实验结果完全一致,F+心没有能级出现在禁带中.计算结果从理论上成功地解释了碘化铯晶体经过辐照后电子型色心所产生的吸收带起源问题.     

钼酸铅晶体中F型色心电子结构的理论计算

运用相对论性的密度泛函离散变分(DV-Xα)方法模拟计算PbMoO₄晶体中可能存在的F型色心的电子结构.结果表明,F,F⁺心在PbMoO₄晶体的禁带中引入了施主能级,其光学跃迁能分别是2.141,2.186 eV,即F,F⁺心能分别引起PMO晶体中581,567 nm的吸收,该吸收与PbMoO₄晶体中580 nm的吸收峰对应.因此,可推断F型色心能引起PMO晶体中由光色效应引起的580 nm吸收.     

KMgF3晶体的色心和自陷态激子研究

应用从头计算方法对KMgF3₃离子晶体中的色心和自陷态激子(STE)进行了模拟研 究.对包含F心的量子团簇进行几何结构优化, 并计算了F心处于1s基态和2p激发态的Mulliken电荷分布. 模拟结果表明，F心周围的晶格弛豫较小，处于基态的F心电子主要局域在阴离子空位处，而处于激发态的F心电子波函数则比较扩展. 计算结果表明，VK_K心移向邻近的 间隙位置，但仍保持分子轴向与［110］晶向平行.自陷态激子的弛豫是分子轴向平移与转动的叠加.计算得到的F心、VK关键词： 色心 自陷态激子 从头计算 3离子晶体')" href="#">KMgF3₃离子晶体     

Yb：YAG晶体中的色心

在用引上法生长的Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中，存在一个独特的色心，其吸收带位于３７５ｎｍ的６２５ｎｍ，随着Ｙｂ２Ｏ３掺杂浓度的增加，色心浓度增加，探讨了晶体生长过程中色心形成机理。高强γ射线辐照Ｙｂ：ＹＡＧ晶体，诱导大量色心的形成。晶体中的 对激发态Ｙｂ＾３＋离子的荧光寿命具有流淬火效应，因此，Ｙｂ：ＹＡＧ激光晶体需要经高温退火，消除色心的影响。     

CaWO4晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论的密度泛函离散变分法(DV-Xa)研究了CaWO4晶体中F型色心的电子结构.计算结果表明,F和F+心在禁带中引入了新的施主能级;分析了晶体内可能存在的光学跃迁模式,并通过过渡态的方法计算了F,F+心跃迁到导带底的能量分别为1.92 eV和2.42 eV.因此,从理论上推断了F和F+心在CaWO4晶体中可能引起650nm和515 nm的吸收,由此说明CaWO4晶体中650 nm和515 nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.     

含色心BaMgF4晶体电子结构的研究

运用相对论性的密度泛函离散变分法(DV-X)研究BaMgF4晶体中F型色心的电子结构.计算中采用冻结原子核的H原子模拟F心,在DV-Xα源程序增加H原子2p态,使F心激发态的计算结果在物理上更加合理.计算结果表明,F心的基态和激发态均出现在禁带中;并用过渡态的方法计算得到F心的电子从基态到激发态的光学跃迁能量为5.12eV,对应242nm处的吸收带,计算结果与实验结果吻合得很好,因此,推测F心在BaMgF4晶体中引起236～274 nm的吸收.     

LiF晶体中F3^＋—F2混合色心激光器

本文报道了室温下LiF晶体中F_3~+-F_2混合色心激光器.利用一块晶体和单一泵光,输出激光波长范围从510～580nm、640～710nm.总带宽140nm.     

BaFBr:Eu2+中的新型色心及其光激励发光

本文报导了BaFBr:EU²⁺晶体中的新型色心,即F₂,F₃和F₄心.F₂、F₃和F₄的吸收带分别位于670—715nm,810—900nm和970—995nm.它们是由F心的凝聚作用而形成的缔合中心.由于这些色心比F心稳定,且它们的吸收带偏离Eu²⁺的发射波长(390nm)更远,故更适合于BaFBr:Eu²⁺光激励发光的研究和开发.     

LiF∶F_2晶体中实现三维光数据存储的实验研究

基于LiF∶F2晶体在近红外飞秒脉冲激光作用下产生F2色心向F3 色心的转变,以及两种色心荧光光谱的不同,实现了荧光反射共焦读出和多光子写入的三维光数据存储的原理性实验.钛宝石再生放大器输出的脉冲宽度100fs、中心波长800nm、重复频率1kHz的超短脉冲激光束,用数值孔径0.68的显微物镜聚焦到LiF:F2晶体内部,通过移动晶体实现了三维逐位式数据写入;用405nm的连续蓝光激发存储位,通过探测F3 色心产生的540nm荧光,实现了对信息位进行快速非破坏性的反射共焦读出.与多光子三维存储的透射共焦散射读出和相衬读出相比,格式与现存光盘技术兼容,结构简单;更重要的是,存储信息位是依靠荧光光谱的变化,折射率变化很小,可以有效增加读出层数.     

KMgF3晶体的色心和自陷态激子研究

应用从头计算方法对KMgE3离子晶体中的色心和自陷态激子(STE)进行了模拟研究.对包含F心的量子团簇进行几何结构优化,并计算了F心处于1s基态和2p激发态的Mulliken电荷分布.模拟结果表明,F心周围的晶格弛豫较小,处于基态的F心电子主要局域在阴离子空位处,而处于激发态的F心电子波函数则比较扩展.计算结果表明,Vk心移向邻近的间隙位置,但仍保持分子轴向与[110]晶向平行.自陷态激子的弛豫是分子轴向平移与转动的叠加.计算得到的F心、Vk心的光学激发能及STE的发光能与实验符合得较好.     

中子辐照诱生F3聚集心对刚玉晶体光吸收谱影响研究

利用嵌入原子簇模型结合F心的类H离子波函数,研究了α-Al₂O₃晶体中F₃聚集型色心存在时,晶体的能带结构、态密度、Mulliken电荷布居的变化,讨论了色心的光学吸收跃迁模式。结果表明,由于F₃聚集心的存在,在α-Al₂O₃晶体的禁带中引入了1个单能级和1个双重简并色心能级,产生了一个3.54eV的从色心能级到导带底的新的吸收跃迁。与中子辐照后的刚玉晶体的光学吸收实验结果比较,实验测得的0.356μm(3.483eV)处的吸收峰是由于F₃聚集心的电子的吸收跃迁所引起的。同时发现F₃聚集心的格点处的电荷布居比单F心格点处的电荷布居小。     

LiF∶F2晶体中实现三维光数据存储的实验研究

基于LiF∶F2晶体在近红外飞秒脉冲激光作用下产生F2色心向F+3色心的转变,以及两种色心荧光光谱的不同,实现了荧光反射共焦读出和多光子写入的三维光数据存储的原理性实验.钛宝石再生放大器输出的脉冲宽度100 fs、中心波长800 nm、重复频率1 kHz的超短脉冲激光束,用数值孔径0.68的显微物镜聚焦到LiF：F2晶体内部,通过移动晶体实现了三维逐位式数据写入；用405 nm的连续蓝光激发存储位,通过探测F+3色心产生的540 nm荧光,实现了对信息位进行快速非破坏性的反射共焦读出.与多光子三维存储的透射共焦散射读出和相衬读出相比,格式与现存光盘技术兼容,结构简单；更重要的是,存储信息位是依靠荧光光谱的变化,折射率变化很小,可以有效增加读出层数.     

LiF晶体F3+色心的实验研究

本文从实验上系统地研究了在不同条件下电子束辐照LiF晶体所形成的F₃⁺色心的光学特点。并且由荧光光谱分析了F₃⁺心和F₂心,的相对密度关系。实验表明,辐照温度对于色心的形成和密度的相对大小起着关键的作用。主要实验结果包括:1)在液氮温度下辐照,然后在暗处加热至室温可形成高密度的F₃⁺心,表现在发射光谱中F₃⁺心荧光占绝对优势。吸收光谱表明没有N心和R心。2)由动力学荧光谱可以看到低温辐照的样品在F₂⁺心衰变的同时,F₃⁺心密度迅速增加。而室温辐照的样品则是F₂心,与F₃⁺心的密度以近似相等的速率增加。3)详细观察了F₃⁺心530nm荧光激发带与F₂心670nm荧光激发带半宽度的变化和双峰结构。由此对M吸收区的发光特点作了解释。 关键词：     

LiF色心晶体—红宝石激光器被动Q开关

用着色LiF晶体中的色心做红宝石激光器的被动Q开关,得到了能量为50mJ,脉冲宽度为30ns(FWHM)的巨脉冲输出,并和隐花菁(cryptocyanine)等染料调Q作了比较.     

γ-辐照对纯Y_2SiO_5和Eu~(3+)∶Y_2SiO_5晶体光谱性能的影响

研究了γ-辐照前后纯Y2SiO5和Eu3+掺杂的Y2SiO5晶体吸收光谱的变化,辐照后,未退火和氢气退火的纯Y2SiO5晶体在260~270 nm和320 nm波段产生了附加吸收峰,分别是由F心和O-心的吸收引起的;经过空气退火的纯YSO晶体中,由于消除了氧空位,因此辐照后没有出现色心吸收峰。在Eu3+∶Y2SiO5晶体中,不但有相同的F心和O-心吸收峰,而且还有Eu2+离子在300 nm和390 nm的吸收峰。随着辐照剂量的增加,色心附加吸收峰增强。空气退火能减少Eu3+∶Y2SiO5晶体中的色心,而氢气退火能增加色心。     

CaWO4晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论的密度泛函离散变分法(DV-Xα)研究了CaWO₄晶体中F型色心的电子结构. 计算结果表明，F和F⁺心在禁带中引入了新的施主能级；分析了晶体内可能存在的光学跃迁模式，并通过过渡态的方法计算了F，F⁺心跃迁到导带底的能量分别为1.92eV和2.42eV. 因此，从理论上推断了F和F⁺心在CaWO₄晶体中可能引起650nm和515nm的吸收，由此说明CaWO₄晶体中650nm和515nm吸收带起源于晶体中的F和F⁺心. 关键词： 4晶体')" href="#">CaWO₄晶体 +心')" href="#">F和F⁺心 DV-Xα     

高能量,大注量中子辐照下α—Al2O3中的F3聚集型色心电子结？…

利用嵌入原子族模型结合Ｆ心的类Ｈ离子波函数研究了α－Ａｌ２Ｏ３晶体中Ｆ３聚集型色心存在时,晶体的能带结构,态密度,Ｍｕｌｌｉｋｅｎ电荷布局的变化,讨论了色心的光学吸收跃迁模式。结果表明,由于Ｆ３聚集心的存在,在α－Ａｌ２Ｏ３中引入了１个单能级和１个２重简并色心能级,产生了一个３．５４ｅＶ的从色心能级到导带底的新的吸收跃迁。经与高能量,大注量中子辐照后的刚玉晶体的光学吸收实验结果比较,我们认为实验测