Structural analysis and crystal-field calculations of Nd^3＋ in Gdx Lu1-x TaO4（x = 0.85） polycrytalline

The crystal structural parameters of Nd 3+-doped rare earth orthotantalate Gd x Lu 1 x TaO 4(x = 0.85) are determined by applying the Rietveld refinement to its X-ray diffraction,and its emission and excitation spectra at 77 K are analysed.The relativistic model of ab initio self-consistent DV-Xα method,which is applied to the cluster NdO 8 in Gd x Lu 1 x TaO 4,and the effective Hamiltonian model are used to investigate its spin-orbit and crystal-field parameters.The free-ions and crystal-field parameters are fitted to the experimental energy levels at 77 K with a root-mean-square deviation of 14.92 cm 1.According to the crystal-field calculations,96 levels of Nd 3+ are assigned.Finally,the fitting results of free-ions and crystal-field parameters are compared with those already reported for Nd 3+:YAlO 3.The results indicate that the free-ion parameters are similar to those of the Nd3+ in Gdx Lu1-x TaO4 and YAlO 3 hosts,and the crystal-field interaction of Nd3+ in Gdx Lu1-x TaO4 is stronger than that in YAlO 3.     

Nd3+掺杂GdTaO4的吸收光谱分析和晶场计算

采用提拉法生长出了钕掺杂钽酸钆重闪烁单斜激光晶体(Nd³⁺:GdTaO₄). 分别测试了该晶体a向、b向和c向的吸收光谱(波段为260-2000 nm), 对其中Nd³⁺ 的实验能级进行了分析指认. 确定了Nd³⁺:GdTaO₄的102个实验Stark能级, 拟合了其自由离子参数和晶体场参数, 均方根误差(拟合精度) σ 为12.66 cm^-1. 并将拟合得到的Nd³⁺:GdTaO₄实验结果与文献中已报道的Nd³⁺:Gd_xLu_1-xTaO₄ (x=0.85)的自由离子参数和晶体场参数进行了比较. 结果表明, 参数化Stark能级的拟合结果与实验光谱符合得较好.     

从头计算法计算Yb3+掺杂钽酸盐的晶体场参数和能级结构

介绍了一种基于从头计算的DV-Xα方法和有效哈密顿量模型,它可以计算晶体中掺杂离子的晶体场参数和旋轨耦合参数,尤其适合计算低对称性的晶体.对于低对称性的晶体,参数的数目比能级的数目多,因此通过实验能级拟合确定所有的参数不太准确,而从头计算法可以准确地确定所有的晶体场参数和旋轨耦合参数.首先用这种模型计算了Yb3+掺杂GdTaO4晶体中的晶体场参数和旋轨耦合参数,然后给出了Yb3+在GdTaO4中的能级结构,并分析了Yb3+:GdTaO4的发射谱形成一个连续的发射带.这有利于激光的调谐和锁模激光输出,预言了Yb3+:GdTaO4有望成为新型全固态超短脉冲激光工作物质.同样用这种模型分别计算了Yb3+掺杂YTaO4和ScTaO4中的晶体场参数和旋轨耦合参数,并给出了Yb3+在YTaO4和ScTaO4中的能级结构,得到了与Yb3+:GdTaO4晶体类似的结论.     

正磷酸盐晶体Ba3(PO4)2和Sr3(PO4)2高温拉曼光谱研究

测量了碱土金属正磷酸盐Ba₃(PO₄)₂和Sr₃(PO₄)₂常温及高温拉曼光谱, 对拉曼振动模式进行指认, 并分析了晶体拉曼振动光谱及晶体结构在高温下的变化. 在温度升高的过程中, 拉曼振动频率向低频移动且振动峰宽度展宽, 晶体中的P-O平均键长随温度升高而变长, 但O-P-O的键角并未发生变化. 晶体在900 ℃以下无结构相变发生. 关键词： 3(PO₄)₂和Sr₃(PO₄)₂')" href="#">Ba₃(PO₄)₂和Sr₃(PO₄)₂ 高温拉曼光谱 振动模式 高温结构     

碱金属阳离子对[B3O7]型非线性光学晶体结晶习性的影响

本文利用高温拉曼光谱技术和从头计算的方法, 研究了LiB₃O₅和CsB₃O₅晶体高温熔融体的结构, 分析了碱金属阳离子对熔体结构的影响, 以及熔体结构的差异与LiB₃O₅和CsB₃O₅晶体结晶习性的联系. 结果表明: LiB₃O₅和CsB₃O₅晶体高温熔融体中的结构基团 主要为B₃Ø₇和B₃Ø₆两种不同类型的硼氧六元环; 环内BØ₄ 四面体的数量影响了六元环呼吸振动峰的拉曼频率, 随BØ₄四面体数量的增加六元环呼吸振动峰向低频移动; LiB₃O₅晶体高温熔融体中, BØ₄四面体含量相对较多; 然而, 离子半径相对较大的Cs⁺离子却阻碍了熔体中BØ₄四面体的形成, 造成CsB₃O₅晶体高温熔融体中BØ₄/BØ₃比值的降低. 结合LiB₃O₅和CsB₃O₅晶体生长动力学过程的分析 (Wang D, Wan S M et al. 2011 Cryst. Eng. Comm. 13 5239), 阳离子的不同导致高温熔体中BØ₄四面体数量的差异, 被认为是影响LiB₃O₅和CsB₃O₅晶体结晶习性的重要因素, 有效降低高温熔体中BØ₄四面体的数量, 将是实现LiB₃O₅晶体生长的关键条件. 关键词： 硼酸盐晶体 熔体结构 拉曼光谱 结晶习性     

硼磷酸盐晶体MBPO5(M=Sr,Ba)高温拉曼光谱研究

测量了硼磷酸盐晶体SrBPO5和BaBPO5常温及高温拉曼光谱,对拉曼振动模式进行指认,并分析了晶体拉曼振动光谱及晶体结构在高温下的变化.结果表明,在温度升高的过程中,拉曼振动频率向低频移动且振动峰宽度展宽,晶体中的P-O键长随温度而变长,但O-P-O的键角随温度变化缓慢,且BO4四面体较PO4四面体的振动模量对温度有更强的敏感性.晶体的结构在高温下没有相变发生,表现出很强的稳定性.     

Yb:YAG的晶体生长和光谱参数计算

用提拉法生长了质量优良的大尺寸Yb :YAG晶体 ,在室温下测量了它的 2 0 0～ 30 0 0nm的吸收光谱。在 2 0 0～ 390nm范围内 ,晶体的吸收来自基质YAG ;在 390～ 30 0 0nm范围内 ,仅有Yb3 + 的特征吸收。Judd Ofelt理论计算的结果表明 ,(2 4at% )Yb :YAG的电偶极子的吸收、发射振子强度分别为 3 5 8× 10 -6,4 77× 10 -6,吸收、发射跃迁几率分别为每秒 879,1171。磁偶极子的吸收、发射振子强度分别为 3 32×10 -7,4 4 3× 10 -7,吸收、发射跃迁几率分别为每秒 82 ,10 9;2 F5/ 2 能级寿命为 781μs。     

5at％Yb3＋：YNbo4的提拉法晶体生长和光谱特性

用提拉法生长了新型激光晶体5at％Yb3＋：YNbO4,测量了它的吸收和光致发光光谱,计算了它的吸收和发射截面,并对其激光性能进行了评估．Yb3＋：YNbO4的吸收半峰全宽为17nm,吸收峰位于933,955,974和1003nm,相应的吸收截面分别为0．73×10^-20,1．85×10^-20,0．86×10^-20。和0．44×10^-20cm2;最大吸收截面值为Yb3＋：YAG的两倍．光致发光谱的发射带的中心位置处于1020nm附近,相应的半高宽为41nm,是Yb3＋：YAG的3倍;Yb3＋：YNbO4在955,974,1005,1021和1030nm处都有着较大的发射截面,截面值分别为0．69×10^-20,0．86×10^-20,1．81×10^-20,1．11×10^-20和0．57×10^-20cm2,最大发射截面值与Yb3＋：YAG相当．Yb3＋：YNbO4晶体的宽发射带有利于实现相应波长的超短脉冲和可调谐激光输出,表明它是在这些领域非常有希望的全固态工作物质．     

BSO晶体及生长固/液边界层的拉曼光谱分析

测量了 BSO晶体在常温和高温下宏观拉曼光谱 ,据此分析晶体结构在高温下的变化规律 ,详细实时地测量了晶体在熔化和生长过程中 ,固 /液边界层以及边界层两侧的晶体和熔体的显微拉曼光谱 ,分析得出该晶体生长边界层内的结构特征 ,以及生长基元结构从熔体结构经边界层过渡到晶体结构的变化过程