钕激光晶体结构,组成和光谱特征研究

本文在考虑交叉弛豫过程的情况下,研究了含Nd~(3+)激光晶体Y_3Al_5O_(12)YAlO_3,LiYF_4和NdP_5O_(14)的辐射跃迁几率、荧光寿命和荧光分支比,解速率方程得到了各能级上粒子数和Nd~(3+)浓度的关系,讨论和比较了四种激光晶体的光谱特征。     

Er~(3+)/Nd~(3+), Nd~(3+)/Gd~(3+)掺杂PZN-9PT晶体的光学及电学性能

采用高温溶液法生长了钙钛矿结构PZN-9PT:Er~(3+)/Nd~(3+)和PZN-9PT:Nd~(3+)/Gd~(3+)晶体,晶体最大尺寸可达5 mm×4 mm×4 mm。PZN-9PT:Er~(3+)/Nd~(3+)和PZN-9PT:Nd~(3+)/Gd~(3+)晶体表现出较高的铁电-顺电相变温度(174.3和165.2℃)、大的剩余极化强度(23和40μC·cm~(-2))以及大的矫顽场(22和20 kV·cm~(-1)),这些优异的电学性能有望使其应用于大功率超声换能器和水声换能器。在800 nm波长激光激发下,两种晶体均表现出从近红外光到蓝光和绿光的发射带,蓝光和绿光的发射带分别对应于Nd~(3+)从~4G_(9/2),~2G_(7/2)能级到基态~4I_(9/2)级的跃迁以及Er~(3+2)H_(11/2)→~4I_(15/2)能级的跃迁发射(绿光)。     

Tm:Lu_3Al_5O_(12)晶体的生长与光谱性能研究

采用提拉法生长高质量的纯LuAG晶体和4%(原子分数)Tm:LuAG晶体.对晶体的晶胞参数和光谱性能进行了详细的表征.研究发现:Tm~(3+)的掺入没有改变LuAG基质的晶体结构;吸收光谱中255 nm处的吸收带是由Fe~(3+),Fe~(2+)引起的;晶体在782 nm处的吸收峰,与商用AlGaAs二极管的发射波长匹配良好,吸收截面为5.07×10~(-21) cm~2.Tm:LuAG晶体在2 μm波段的荧光峰对应~3F_4-~3H_6能级之间的跃迁,荧光寿命长达11.9 ms,有利于激光的高能量调Q输出.结果表明,Tm:LuAG晶体是2 μm激光器中很有发展潜力的增益介质,将会替代Tm:YAG晶体应用于激光雷达系统.     

NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

采用水热法制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho~(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd~(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd~(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。     

不同类型镧(Ⅲ)系三元络合物形成过程中超灵敏跃迁振子强度增大规律的探讨

用分光光度法则得,在乙醇介质中,Nd~(3+)-Hpmbp(1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-5-吡唑酮)-有机碱(二苯胍或季胺碱)和Nd~(3+)-二苯酰甲烷(DBM)-四乙基碘化铵(TAI)体系中形成了Nd~(3+):β-二酮:有机碱=1:4:1 的离子缔合物。它们的超灵敏跃迁振子强度的增大规律与异配络合物相同。根据Judd—Ofelt 理论计算了Nd~(3+)-DBM-TAI 体系的τ_2、τ_4、τ_6参数值,并揭示了镧(Ⅲ)系三元络合物超灵敏跃迁振子强度的增大(△p)与τ_2增大的相关性。还讨论了应用超灵敏跃迁振子强度增大规律,推断三元络合物组成的可能性。     

铽穴状双功能螯合剂的合成及其光学性能

以四甲基-4-H(2,2)-2-甲氧基异邻苯二甲酰胺-四噻唑啉起始原料,合成了一种新型镧系元素穴状有机配体四甲基-胺基-L-赖氨酸-H(2,2)-羟基间苯二甲酰胺,与Tb~(3+)连接制备了双功能螯合剂Tb~(3+)■四甲基-胺基-L-赖氨酸-H(2,2)-羟基间苯二甲酰胺[Tb~(3+)■Lay-BH(2,2)IMA]。荧光性质研究表明:Tb~(3+)■Lay-BH(2,2)IMA的激发波长范围是325～375nm,最大激发波长为357 nm;发射波长范围为525～575nm,最大发射波长为543 nm;特征峰位于487 nm(~5D_4-~7F_5),543 nm(~5D_4-~7F_4),581～586 nm(~5D_4-~7F_3),619 nm(~5D_4-~7F_2),658 nm(~5D_4-~7F_1),斯托克斯位移为186 nm,荧光寿命1 018μs,量子产率24.7%。     

新型激光晶体α—Nd：Ba3Y（BO3）3光谱性能研究

研究了高温相掺钕硼酸钇钡α Nd∶Ba3Y(BO3)3(α NBYB)晶体的光谱特性。α NBYB晶体具有R3空间群结构。吸收光谱表明:该晶体在808nm左右有比较强的吸收峰,其对应于4I9 2→4F5 2,2H9 2的能级跃迁,半峰宽(FWHM)15nm,相应的吸收截面为1.56×10-20cm2,荧光光谱表明:4F3 2→4I11 2能级跃迁有很强的荧光发射,其发射波长为1.058μm,相应的荧光寿命为70μs,发射跃迁截面为1.82×10-19cm2,并用J O理论计算了该晶体的振子强度参数:Ω2=1.43×10-20,Ω4=2.08×10-20,Ω6=2.45×10-20cm2。     

KTbP_4O_(12)的能级结构及配位场理论计算

本文报告了77K下KTbP_4O_(12)晶体中Tb~(3+)离子~5D_4-~7F_J(J=0～6)跃迁的荧光光谱,并由此得到~5D_4和~7F_J的Stark能级。运用配位场理论对基态谱项~7F_J的Stark能级进行拟合计算,均方根差10cm~(-1),最大偏差24cm~(-1)。     

SmP_5O_(14)晶体中的辐射跃迁

本文根据Judd-0felt理论,计算了SmP_5O_(14)晶体中Sm~(3 )离子的振子强度和参数Ω_λ实验值和计算值符合较好。同时计算了~4G_5/2→~6H_J跃迁的约化矩阵元和辐射跃迁几率。     

Nd^3＋和Ho^3＋的双（苯基亚砜）乙烷配合物的光谱性质

研究了Nd~(3+)和Ho~(3+)的内、外消旋-双(苯基亚砜)乙烷配合物的固体和溶液(非水溶剂)的电子光谱,分析了可见范围的电子光谱并计算了光谱参数(b~(1/2)、δ和Ω_1)和f-f跃迂强度,指出了“超灵敏”跃迁的振子强度与配合物的共价程度及配位数相关。     

磷灰石结构荧光粉Ba10(PO4)6F2:Ce3+,Tb3+的合成、发光和能量传递

采用高温固相法合成了系列Ce~(3+)和Ce~(3+)/Tb~(3+)激活的具有磷灰石结构荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射(PLE和PL)光谱对样品进行了表征分析。研究结果表明:所合成的荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)具有氟磷灰石结构,样品微观呈现不规则形貌。荧光粉Ba10-x(PO4)6F2∶x Ce~(3+)的相对发射强度随着x增加而增强,当x=0.09时,荧光强度达到最大。荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的激发光谱为240～330 nm的宽带,发射光谱呈现出Ce~(3+)的5d→4f跃迁紫外光(335和358 nm)发射和Tb~(3+)的4f→4f跃迁绿光(542 nm)发射。光谱特性表明,发光过程中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递,能量传递效率可以达到60%。计算Ce~(3+)和Tb~(3+)的临界距离为0.79 nm,能量传递机理是偶极-偶极交互作用。此外,详细论述了Ce~(3+)和Tb~(3+)之间的能量传递和发光的过程。通过调节Tb~(3+)的掺杂浓度,对荧光粉发光色坐标与Tb~(3+)的掺杂浓度之间的关系也进行了研究,随着Tb~(3+)的掺杂量从0增加0.52,荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发射光谱色坐标可以从(0.149 4,0.045 1)蓝色区变化到(0.280 1,0.585 3)绿色区。     

新型铕-钴异核配合物Eu_2Co_2[C_5H_3(COO)_2N]_6(H_2O)_4的合成、结构及性质研究

采用水热合成法,以吡啶二甲酸为基本构筑单元合成了铕-钴异核配合物Eu_2Co_2 [C_5H_3(COO)_2N]_6(H_2O)_4,并通过X射线单晶衍射仪、元素分析、差热热重(TG-DCS)、红外(IR)、荧光光谱、磁性分析等研究了其结构、荧光性质及磁性质等。研究发现配合物通过吡啶二甲酸桥接形成了独特的新型铕-钴双异核三维结构,同时具有磁学和荧光等颇具应用价值的性质。配合物的摩尔磁化率与温度的乘积随温度的降低从室温下的3.52cm~3·K·mol~(-1)逐渐下降到5 K下的0.27 cm~3·K·mol~(-1),表明相邻顺磁离子间存在反铁磁相互作用,·荧光光谱显示在395 nm激发光下Eu~(3+)的5D_0→~7F_1磁偶极子跃迁和~5D_0→~7F_2的电偶极子跃迁产生593和618nm的发射峰。619nm处的强度远远高于593nm处强度,表明了Eu~(3+)在晶体中的较低对称性。     

Er3+,Yb3+共掺杂NaY(WO4)2上转换荧光粉的制备及其发光性能

应用传统水热法合成出具有四方白钨矿结构的NaY(WO_4)_2微米颗粒及一系列Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2上转换荧光粉。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、粒度分布和上转换发光光谱对样品的物相、形貌及上转换发光性能进行分析表征。结果表明,p H值对于制备具有同一形貌的纯相NaY(WO_4)_2微米颗粒发挥重要作用。随着pH值的升高,可以完成从八面体到拟立方体再到片状颗粒的形貌转变。在980 nm近红外光激发下,观测到525及553 nm处的强绿光发射,对应Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)与~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁,以及650~680 nm范围内的弱红光发射,对应Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁,且绿、红光上转换发射均属于双光子过程。此外,通过调节NaY(WO_4)_2∶Er~(3+),Yb~(3+)荧光粉中Yb~(3+)的浓度,可实现对绿光色度的有效控制。     

Growth and Spectroscopic Properties of Nd3＋：Sr3Gd2（BO3）4 Crystal

<正>This paper reports the growth,X-ray diffraction and spectroscopy of Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 crystal.A Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 crystal with dimensions ofφ20×45 mm~3 has been grown by the Czochralski method.Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 crystal belongs to the orthorhombic system,space group Pnma(D_(2h))with a=0.7401,b=1.604 and c=0.8755 nm.The absorption and emission spectra of Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 were investigated.The absorption cross sectionσ_a is 3.11×10~(-20)cm~2 at 808 nm. The absorption transition at 808 nm has an FWHM of 14 nm.The luminescence lifetimeτ_f is 51.7 us.The emission cross sectionσ_e at 1064 nm wavelength is 1.09×10~(-19)cm~2.     

Tm∶K2YF5晶体的光谱参量计算

测量了Tm∶K2YF5晶体的吸收光谱,根据Judd-Ofelt理论计算了Tm3 在K2YF5中的强度参数:Ω2=5.02×10-20cm2,Ω4=3.40×10-20cm2,Ω6=0.38×10-20cm2,以及Tm3 激发能级的自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β,荧光寿命τ和积分发射截面∑等光谱参量。     

Tm:K2YF5晶体的光谱参量计算

测量了Tm:K2YF5晶体的吸收光谱,根据Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在K2YF5中的强度参数:Ω2=5.02×10-20cm2,Ω4=3.40×10-20cm2,Ω6=0.38×10-20cm2,以及Tm3+激发能级的自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β,荧光寿命τ和积分发射截面∑等光谱参量.     

Eu~(3+)、Bi~(3+)在Me_2Y_8(SiO_4)_6O_2中的发光特性与取代格位

在紫外光激发下,Eu~(3+)和Bi~(3+)在Me_2Y_8(SiO_4)_6O_2基质(Me=Mg、Zn、Ca、Sr)中分别发射红光(D_0-~7F_2)和蓝光(~3P_1-~1S_0)。Eu~(3+)发光的红橙比随着激发波长和Me~(2+)的不同而变化,荧光拉曼光谱表明,Eu~(3+)在四种基质中同时占据了4f格位和6h格位。依据Bi~(3+)发光的Stokes位移推断,当Me=Ca、Zn时,Bi~(3+)主要占据4f格位,而当Me=Mg、Sr时,Bi~(3+)主要占据6h格位。     

正八面体过渡金属化合物能谱的理论计算Ⅱ.

本文提出了在非限制Hartree-Fock方法计算的分子轨道基础上,计算分子价电子体系能谱和多电子状态的不可约张量方法。使用这种方法,计算了具有近似正八面体对称性的过渡金属化合物MnBr_6~(4-)、MnCl_6~(4-)、FeCl_6~(3-)、MnF_6~(4-)、Mn(H_2O)_6~(2+)、Co(NH_3)_6~(3+)、NiF_6~(4-)、Ni(H_2O)_6~(2+)、Ni(NH_3)_6~(2+)的d-d跃迁能谱。理论计算结果与实验符合较好,误差为若干k cm~(-1)     

Cr4+, Nd3+共掺的钆镓石榴石(Cr, Nd∶GGG)的光谱性能与光谱参数的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr4+, Nd3+∶GGG)晶体, 研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质, 以及晶体中Cr离子浓度对Nd离子光谱性质的影响. 应用Judd-ofelt理论计算了强度参数Ωt (t=2, 4, 6), 自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数. 应用McCumber理论计算了4F3/2→4I11/2能级跃迁的受激发射截面. 结果表明 Cr3+在300～900 nm之间较强地增加了吸收截面, 尤其是伴随Cr3+→Nd3+有效的能量转移. Cr4+在1.06 μm附近的吸收减弱了Nd离子的发射截面.     

新型激光晶体α-Nd∶Ba3Y(BO3)3光谱性能研究

研究了高温相掺钕硼酸钇钡α-Nd∶Ba3Y(BO3)3(α-NBYB)晶体的光谱特性. Α-NBYB晶体具有R3空间群结构. 吸收光谱表明: 该晶体在808 nm左右有比较强的吸收峰, 其对应于4I9/2→4F5/2,2H9/2的能级跃迁, 半峰宽(FWHM)15 nm, 相应的吸收截面为1.56×10-20 cm2, 荧光光谱表明: 4F3/2→4I11/2能级跃迁有很强的荧光发射, 其发射波长为1.058 μm, 相应的荧光寿命为70 μs, 发射跃迁截面为1.82×10-19 cm2, 并用J-O理论计算了该晶体的振子强度参数: Ω2=1.43×10-20, Ω4=2.08×10-20, Ω6=2.45×10-20 cm2.