Tm:YAP激光晶体光谱参数的计算

采用丘克劳斯基(Czochralski)法生长了Tm:YAP晶体,研究了该晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱.结果表明,Tm:YAP晶体在689.5 nm和795 nm左右有较强的吸收峰,分别对应于3H6→3F3和3H6→3H4的能级跃迁,半峰全宽(FWHM)分别为22.5 nm和30 nm,吸收截面分别为1.89×10-20 cm2和1.35×10-20 cm2.荧光光谱表明Tm:YAP晶体发射波长为1.89μm,相应的荧光寿命为13.90 ms,发射截面为1.58×10-19 cm2.根据乍得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm3+在Tm:YAP晶体中的强度参数:Ω2=1.4560×10-20cm2,Ω4=2.0673×10-20 cm2,Ω6=0.3181×10-20 cm2.结果表明,Tm:YAP晶体具有宽的吸收峰、长荧光寿命和较大的积分发射截面的性质,非常适合于激光二极管(LD)抽运,有利于获得低阈值高效率的2μm波段激光输出.     

Tm∶YAP激光晶体光谱参数的计算

采用丘克劳斯基(Czochralski)法生长了Tm∶YAP晶体,研究了该晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。结果表明,Tm∶YAP晶体在689.5 nm和795 nm左右有较强的吸收峰,分别对应于3H6→3F3和3H6→3H4的能级跃迁,半峰全宽(FWHM)分别为22.5 nm和30 nm,吸收截面分别为1.89×10-20cm2和1.35×10-20cm2。荧光光谱表明Tm∶YAP晶体发射波长为1.89μm,相应的荧光寿命为13.90 ms,发射截面为1.58×10-19cm2。根据乍得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm3 在Tm∶YAP晶体中的强度参数:Ω2=1.4560×10-20cm2,Ω4=2.0673×10-20cm2,Ω6=0.3181×10-20cm2。结果表明,Tm∶YAP晶体具有宽的吸收峰、长荧光寿命和较大的积分发射截面的性质,非常适合于激光二极管(LD)抽运,有利于获得低阈值高效率的2μm波段激光输出。     

利用窄得-奥菲特理论研究Tm:Lu2SiO5晶体的光谱特性

采用丘克拉斯基(Czochralski)技术生长了掺铥硅酸镥(Tm∶Lu2SiO5,Tm∶LSO)晶体;测量了LSO晶体在室温下的非偏振吸收光谱和非偏振荧光光谱;利用窄得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm∶LSO晶体的窄得-奥菲特强度参数、振子强度、自发辐射概率、辐射寿命、积分吸收截面和积分发射截面.Tm∶LSO晶体的强度参数为Ω2=9.1355×10-20cm2,Ω4=8.4103×10-20cm2,Ω6=1.5908×10-20cm2;Tm∶LSO晶体在1.9μm附近有明显的发射峰(3F4→3H6跃迁),相应的辐射寿命为2.03 ms,积分发射截面为5.81×10-18cm2,半峰全宽(FWHM)为250 nm.用Tm∶LSO晶体在77 K温度下实现了激光运转.利用792 nm的激光二极管(LD)作为抽运源,获得中心波长为1960 nm的激光输出,抽运阈值为2.13 kW/cm2.     

乙酸溶液荧光猝灭的机理研究

从理论上对紫外光激励乙酸产生荧光及荧光猝灭机理分别进行了分析研究.结果表明,乙酸溶液在253.7nm紫外光照射下可以发出明显的荧光,而且随着溶液浓度的变化产生了荧光猝灭的现象.分析认为,荧光猝灭的主要原因是动态猝灭过程-由最低激发单重态(n,π)转入三重态(π,π)所致,并对淬灭常数进行了计算.研究乙酸本体荧光特性及荧光猝灭机理可为其作为猝灭剂、溶剂、催化剂和食品添加剂时其它分子荧光光谱的研究提供参考.     

YAG:Ce,Yb近红外下转换荧光粉中的离子簇集

通过457 nm和915 nm连续激光器对固相反应法和溶胶-凝胶法制备的YAG:Ce,Yb荧光粉中的Yb3+近红外发光和可见上转换发光能量转移机制进行了研究。两种激发下,溶胶-凝胶法样品的近红外发光猝灭浓度均在5%左右,发光强度变化曲线趋势相近;固相反应法产物,915 nm直接激发猝灭浓度为5%左右,457 nm间接激发猝灭浓度为10%左右,说明固相反应法掺杂离子分布更不均匀。样品中存在来自Yb3+到杂质离子间能量传递和Yb3+-Yb3+离子对的两种上转换发光;固相反应法产物Yb3+-Yb3+离子对协同发光强于溶胶-凝胶法产物,说明Yb3+离子簇集现象较为明显,可能降低此类材料的实际近红外转换效率。     

溶剂效应对苯酚三维荧光光谱特性的影响

研究了苯酚在均一溶剂和二元溶剂中的三维荧光光谱特性,结果显示,苯酚在λex/λem=245～285 nm/270～350 nm范围内有荧光分布,最大荧光峰位于λex/λem=272 nm/298 nm附近。比较了溶剂化阴离子和常规氢键苯酚-溶剂混合物的光谱特性。研究发现,溶剂化阴离子的荧光光谱出现了猝灭现象。     

Nd3 :Gd3Ga5O12激光晶体的吸收与发光

测量了用提拉(CZ)法生长的Nd3+Gd3Ga5O12(NdGGG)激光晶体室温时的吸收光谱,其中在806 nm处的吸收系数最大(α＝5.12 cm-1),吸收截面为4.03×10-20 cm2.用806 nm激发分别得到室温和10 K时的荧光光谱和荧光寿命,其中在1.06 μm附近晶体的荧光发射强度最强,2种温度时的峰值发射截面分别为1.7×10-19 cm2和1.9×10-19 cm2.0.6 at%和1.0 at%2种Nd3+掺杂浓度的晶体,室温时的荧光寿命分别为251 μs和240 μs,10 K温度时分别为253 μs和241 μs.与NdYAG晶体的荧光寿命、浓度猝灭效应和发射截面进行了比较,对结果进行了分析与讨论.     

Rb(5D-7S)-He,Ar,H2的碰撞能量转移

在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法,测最了Rb(5D)-He,Ar,H2碰撞中5D→7S的激发能量转移截面.获得的荧光包括出激发态产生的直接荧光部分和由十碰撞布居态而产生的敏化荧光部分.在不同的猝灭气体压强下,测量了相关的两部分荧光的相对荧光强度,得到了Rb(5D)与He,Ar和H2碰撞的5D→7S转移截面分别为(1.2±0.3)×10-17cm2,(1.3±0.3)×10-18cm2和(8.3±2.1)×10-17cm2.同时确定了Rb(7S)与He,Ar和H2的碰撞猝火速率系数.7S态与H2的碰撞猝火速率系数1.7×1010cm3·s1比Rb(7S)与He,Ar的大得多,它是反应与非反应速率系数之和,利用实验数据确定Rb(7S)与H2的反应截面为(1.0±0.4)X10-16cm2,Rb(5D)与H2反应截面为(7.1±2.9)×10-17cm2.Rb(78)与H2的反应活动性大于Rb(5D).     

Cs(6P)激发态的辐射及与He碰撞的能量转移

利用激光吸收和荧光方法,测量了Cs(6P)态与He碰撞的精细结构转移和碰撞猝灭截面.Cs原子被激光激发到6P3/2态,将与抽运激光束反向平行的检测激光束调到6PJ→8S1/2的跃迁,测量6PJ激发态的密度及空间分布,由此计算了6PJ→6S的有效辐射率.T=337 K,He密度N在0.5×1018~4×1018cm-3范围内测量了6P1/2→6S1/2(895 nm)发射的敏化荧光强度I895.N/I895与N有抛物线型的关系,表明6PJ的猝灭是由于与He原子的碰撞产生的,而不是由与Cs基态原子碰撞产生的.由最小二乘法确定的二次多项式的系数得到6P态与He碰撞精细结构转移截面3σ/2→1/2=(1.46±0.51)×10-19cm2,猝灭截面σD=(2.28±0.80)×10-18cm2.     

Cs(6P)激发态的辐射及与Ne碰撞的能量转移

应用激光吸收和荧光方法,测量了Cs(6P)态与Ne碰撞的精细结构转移和碰撞猝灭截面.Cs原子被激光激发到6P3/2态,将与泵浦激光束反向平行的检测激光束调到6PJ→8S1/2的跃迁,测量6PJ激发态的密度及空间分布,由此计算了6PJ→6S的有效辐射率.在T=337 K和Ne密度0.5×1018＜N＜4×1018cm-3范围内测量了6P1/2→6S1/2(895 nm)发射的敏化荧光强度I895,量N/I895与N有抛物线型的关系,表明6PJ的猝灭是由于与Ne原子的碰撞产生的,而不是由与Cs基态原子碰撞产生的.由最小二乘法确定的二次多项式的系数得到6P态与Ne碰撞精细结构转移截面σ21=(1.90±0.82)×10-19 cm2,猝灭截面σD=(8.97±3.85)×10-19 cm2.     

Rb(5PJ)+(Ne、N2)碰撞能量转移

在气体样品池条件下,研究了Rb(5PJ) (Ne、N2)碰撞能量转移过程.对于5PJ与Ne的碰撞,电子态能量仅能转移为Ne原子的平动能.在与N2的碰撞中,向分子振转态的转移是重要的.调频半导体激光器稍微调离共振线,激发Rb原子至Rb(5P3/2)态,在不同的Ne或N2气压下,测量了5P1/2→5S1/2与5P3/2→5S1/2荧光强度比.利用速率方程分析,可以得到碰撞转移速率系数,对于Ne,5P3/2→5P1/2转移速率系数为1.53×10-12cm3s-1.对于N2,由5PJ Ne和5PJ N2二种情况下5P1/2与5P3/2荧光的相对强度比,利用最小二乘法确定5P3/2→5P1/2.转移速率系数为8.83×1011cm3s-1,5PJ态猝灭速率系数为1.25×10-10cm3s-1.对实验结果进行了定性的讨论.     

掺铒TeO2-B2O3-Nb2O5-ZnO玻璃系统的光谱性质和热稳定性的研究

制备了碲酸盐玻璃样品70TeO2-(15-x)B2O3-xNb2O5-15ZnO-1wt%Er2O3(TBN,x=0,3,6,9,12,15 mol%).测试了玻璃样品的热稳定性和光谱性质.根据Judd-Ofelt理论计算了TBN玻璃中Er3 离子的强度参数(Ω2=(5.42～6.76)×10-20 cm2,Ω4=(1.37～1.73)×10-20cm2,Ω6=(0.70～0.94)×10-20 cm2),发现随着Nb2O5含量的增加,Ωt(t=2,4,6)先增加后减小.研究表明Er-O键共价性主要受基质玻璃中非桥氧数的影响,而阴阳离子间电负性的影响可以忽略.应用McCumber理论计算了Er3 离子的受激发射截面(σe=(0.77～0.91)×10-20 cm2)和Er3 离子4I13/2→4I15/2发射谱的半高宽度(FWHM=65～73 nm).比较了不同基质玻璃中Er3 离子的荧光半高宽和受激发射截面.结果表明TBN玻璃系统具有较好的带宽性能,是一种制备宽带光纤放大器的潜在基质材料.     

Tm:Yb:KY(WO4)2晶体蓝光上转换

利用顶部籽晶提拉(TSSG)法生长了Yb3 ,Tm3 共掺KY(WO4)2晶体,在室温下测量了290～1200nm内晶体的吸收光谱。根据上转换模型研究了晶体中Yb3 向Tm3 进行能量传递的机制并对晶体中跃迁能级进行了指认,建立了简单的速率方程。计算得出Yb3 离子向Tm3 离子的能量传递效率接近于1。在974nm激光二极管抽运下观察到Tm3 离子的波长为476nm蓝色上转换发光。利用Fadenbrug-luechtbauer方法计算了1G4到3H6能级跃迁的发射截面积,其最大发射截面积约为1.51×10-20cm2。     

带有咔唑支链的聚乙炔的发光特性研究

在室温下,对单取代聚乙炔(PACz-1)和两种双取代聚乙炔[PACz-2(m=3)、PACz-2(m=9)]的荧光特性和电子结构进行了研究.每种聚乙炔的支链上有一个咔唑单元.虽然它们的分子结构不同,但它们的稀溶液却有相同的吸收峰和强的绿色荧光发射峰,并且它们的吸收谱和发射谱很相似.当溶液的浓度增大到～1×10~(-3)M时,发现有强的绿色荧光发射,峰位位于475 nm.运用Huckel扩展紧束缚计算方法,从理论上计算了带咔唑支链的聚乙炔的电子结构。结果表明单取代聚乙炔和两种双取代聚乙炔的吸收峰、低浓度下的360 nm紫外光发射峰与高浓度下的475 nm的绿色荧光峰都是由于聚乙炔支链上咔唑生色团引起的.     

Cs(7DJ)+H2的反应与非反应碰撞转移截面的测定

利用激光泵浦-吸收技术,研究了在样品池中的Cs(7D_J)+H₂→CsH[X¹∑+(v″=0)]+H光化学反应过程。双光子激发Cs-H₂混合蒸气中Cs原子至7²D态,荧光中除有泵浦能级发生的直接荧光外,还包含由精细结构碰撞转移产生的敏化荧光,CsH分子是由7D原子与H₂间的三体碰撞反应产生的。利用780 nm激光测量了CsH X¹∑+(v″=0→v″=21)吸收带。△Ⅰ′和△Ⅰ″分别表示泵浦7D_3/2和7D_5/2时的吸收光强。解速率方程组,得到7D_3/2→7D_5/2和7D_5/2→7D_3/2精细结构转移截面分别为(1.3±0.3)×10^-14和(9.8±2.0)×10^-15cm²。从7D_J碰撞到7D以外态的截面分别为(4.0±1.0)×10^-15(对J=3/2)和(3.6+0.9)×10^-15cm²(对J=5/2)。Cs(7D_J)+H₂→CsH+H的反应截面分别是(1.4±0.5)×10^-16(J=3/2)和(1.1±0.4)×10^-16cm²(J=5/2),7D_3/2与H₂的反应活动...更多性大于7D_5/2。     

泡生法生长KYb(WO4)2晶体及其结构与光谱性能

对顶部籽晶提拉法(TSSG)进行了改进,采用泡生法生长KYb(WO4)2晶体(简称KYbW),以0.05℃/h的速率降温生长,转速5~10 r/min,生长周期10~15 d,降温速率15~20℃/h。研究了KYbW晶体的结构,给出了两种晶胞的选取方法。通过晶体的X射线衍射(XRD)谱,计算出晶体的两种晶格常数分别为a=1.061 nm,b=1.029 nm,c=0.749 nm,β=130.65°;a′=0.807 nm,b′=1.029 nm,c′=0.749 nm,β′=94.34°。测得晶体的吸收光谱,结果表明其吸收带在920~1000 nm,计算出主吸收峰981 nm处的吸收截面为11.12×10-20cm2。测得晶体的荧光光谱,结果表明KYbW晶体在1007 nm和1037 nm附近都有较强的发射峰,主峰1037 nm处的发射线宽(FWHM)达13 nm,因此KYbW晶体可作为可调谐激光增益介质,计算出1037 nm处的受激发射截面积eσm=3.4×10-20cm2。     

氢化纳米硅薄膜的激子光学非线性

用泵浦－探测技术研究了氢化钠米硅薄膜(nc-Si:H)的非线性光学性质,观察到纳米Si中激子的光吸收饱和现象,测得实验用样品在波长554nm处有最大的折射率改变量△n=-6.1^-5,并对该材料的光学非线性机理作了探讨。     

Optical Nonlinearity of Surface Plasmon Resonance Emission from Au Colloidal Nanoparticles

Suspended gold nanoparticles have been synthesized via electrochemical method.Fluorescence excitation and emission spectra were obtained using a spectrofluorophotometer.With varying the excitation wavelength,an emission peak fixed at 485 nm has always been observed.We believe that this peak is attributed to the surface plasmon resonance.When the detection wavelength was fixed at 485 nm (0.619×10 15 Hz),a double frequency exciting peak at 242 nm(2×0.619×10 15 Hz), a 3/2 fraction frequency exciting peak at 330 nm (about 3/2×0.619×10 15 Hz)and a 3/4 fraction frequency exciting peak at 640 nm(3/4×0.619×10 15 Hz)display.The nonlinear exciting peak at 640 nm corresponds to the two-photon absorption.Therefore,as the excitation wavelength is at 320 and 640 nm respectively,single-photon and two-photon absorption induced surface plasmon resonance emission peaks were observed. These nonlinear surface plasmon resonance emission characters of Au colloidal nanoparticles make it possible to enhance the sensitivity of conventional surface plasmon resonance device.