Ho3+:ZnWO4的光谱和上转换发光

用提拉法生长出光学质量的Ho3+ZnWO4单晶,研究了晶体在可见和近红外区的吸收光谱和发射光谱,分析了Ho3+离子在钨酸锌晶体结构中能级位置和晶体场能级分裂.研究表明在波长488 nm激光激发时,550,665 nm和758 nm 3个波段有较强荧光,荧光分支比分别为84.18%,0.68%,15.14%,对应于5S2→5I8,5F5→5I8和5S2→5I7跃迁.在633 nm激光激发时观测到了来自5S2→5I8跃迁的540～556 nm宽带上转换荧光,上转换过程主要是单离子步进吸收.     

Ho~(3+)∶ZnWO_4的光谱和上转换发光

用提拉法生长出光学质量的Ho3+∶ZnWO4单晶,研究了晶体在可见和近红外区的吸收光谱和发射光谱,分析了Ho3+离子在钨酸锌晶体结构中能级位置和晶体场能级分裂。研究表明:在波长488nm激光激发时,550,665nm和758nm3个波段有较强荧光,荧光分支比分别为84.18%,0.68%,15.14%,对应于5S2→5I8,5F5→5I8和5S2→5I7跃迁。在633nm激光激发时观测到了来自5S2→5I8跃迁的540～556nm宽带上转换荧光,上转换过程主要是单离子步进吸收。     

Ho^3＋：ZnW04的光谱和上转换发光

用提拉法生长出光学质量的Ho^3 ：ZnWO4单晶，研究了晶体在可见和近红外区的吸收光谱和发射光谱，分析了Ho^3 离子在钨酸锌晶体结构中能级位置和晶体场能级分裂。研究表明：在波长488nm激光激发时，550，665nm和758nm3个波段有较强荧光，荧光分支比分别为84．18％，0．68％，15．14％，对应于^5S2→^5I8，^5Fs→^5I8和^5S2→^5I7跃迁。在633nm激光激发时观测到了来自^5S2→^5I8跃迁的540～556nm宽带上转换荧光，上转换过程主要是单离子步进吸收。     

Ho,Tm:Yb_3Al_5O_(12)纳米粉体的制备与发光性能

以柠檬酸为络合剂,采用柠檬酸凝胶法制备了Ho,Tm:Yb3Al5O12(Ho,Tm:Yb AG)纳米粉体。研究得到最佳工艺条件为:柠檬酸与金属硝酸盐原子总数的摩尔比为1.5:1,煅烧温度950℃,煅烧时间2 h。通过对样品的扫描电子显微镜分析,得到Ho,Tm:Yb AG粉体平均粒径约为70 nm。测试了室温下样品的荧光光谱,结果表明:在1 958 nm处有较强发射峰,对应Ho3+的5I7→5I8能级跃迁。样品的上转换光谱表明,样品具有较强的上转换红光和近红外光。Ho3+和Tm3+掺杂量分别为1%和2%的样品(1%Ho,2%Tm:Yb AG)的发光强度较好,并讨论了发光跃迁机制。     

镁掺量对镁钕铌酸锂晶体的抗光损伤和激光性能的影响

采用提拉法生长了掺0.4%(摩尔分数,下同)Nd2O3和分别掺1.0%、3.0%、5.0%、7.0%MgO的4种Nd∶Mg∶LiNbO3(Nd∶Mg∶LN)晶体。通过透射光束变形法测试晶体抗光损伤能力。结果表明:0.4%Nd∶7.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶5.0%Mg∶LN两种晶体抗光损伤能力皆达到阈值浓度,抗光损伤能力比0.4%Nd∶3.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶1.0%Mg∶LN晶体提高2个数量级。利用980nm激光二极管测试晶体的荧光光谱。在500～900nm的光谱范围内,出现2个光发射带,发光强度最强的近红外发射波长为840nm,对应4 I9/2→2 H9/2,4 F5/2能级跃迁。840nm处荧光来源于双光子过程,该上转换荧光在生物医学领域有着应用前景。     

Nd:YAG晶体的光谱测试及其新波长激光

采用提拉法生长了掺Nd3+量为1.2%(摩尔分数)的Nd3+:Y3A15O12(Nd:YAG)激光晶体.测定了Nd:YAG晶体室温下300～3 000nm的吸收光谱和808nm激光激发的荧光光谱,核定了Stark能级的位置.结果表明:Nd:YAG晶体产生的1.3μm波长激光适用于光通讯,并具有人眼安全,对大气吸收低等特点,可用于激光雷达和和外科手术.4F3/2→4I9/2跃迁的946 nm激光,倍频后产生的473nm蓝色激光,在激光存储和光显示方面有重要应用.4F3/2→4I11/2跃迁的1122nm激光倍频后可产生561 nm黄色激光,可用作生物显微镜光源.     

Er3+:Yb3+:Y3Al5O12单晶中Er3+离子光谱参数的计算

采用提拉法生长出光学质量的Er3 :Yb3 :Y3Al5O12(YAG)单晶,测定了晶体的吸收光谱和上转换荧光光谱,根据Judd-Ofelt理论,计算出Er3 在YAG晶体中的强度参数Ω2=1.074 1×10-20cm2,Ω4=1.295 3×1020cm2,Ω6=0.923 8×1020cm2.由此得到部分波段跃迁的荧光分支比、辐射寿命和积分发射截面积.提出将679 nm波段的4F9/2→4I15/2跃迁作为激光输出进一步研究的新通道.     

Nd:GGG晶体生长、光谱性能及激光性能

采用提拉法生长掺钕钆镓石榴石(neodymium-doped gadolinium gallium garnet, Nd: GGG)激光晶体,选择最佳工艺参数:提拉速率为2～4mm/h:转速为20～40r/min;冷却速率为20℃/h.测试了晶体的吸收和荧光光谱,结果表明:主吸收峰位于808nm,主发射峰位于9430cm-1,对应于Nd3 的4F3/1-4I11/2跃迁.对晶体样品进行了激光性能测试.结果表明:当泵浦功率为900mW时,对泵浦光的吸收效率为85%,激光输出波长约为1μm,激光输出功率为305mW,激光阈值功率为380mW,光-光转换效率达57.8%,斜效率达57.6%.     

Pr~(3+)掺杂KYb(WO_4)_2激光晶体生长与光谱特性分析

以K2W2O7为助熔剂,采用泡生法生长出了Pr3+掺杂量为5%(摩尔分数)的KYb(WO4)2(Pr:KYbW)自激活激光晶体。X射线衍射分析表明:生长的晶体为单斜晶系的Pr:KYbW,晶格常数为a=1.065 nm、b=1.031 nm、c=0.753 nm、β=130.65°。由样品的Raman光谱和红外光谱确认Pr:KYbW晶体内共有WO6和YbO8两种畸变多面体结构,验证了晶体中钨氧桥键的存在。吸收光谱表明:在945、975nm处出现了2个最强的吸收峰,对应于Yb3+的2F7/2→2F5/2能级跃迁。晶体的上转换荧光谱表明:在481nm处的蓝光来自于Pr3+的3P0→3H4能级跃迁;在645nm处的红光来自于Pr3+的3P0→3F2能级跃迁。     

Cr4+:Ca2GeO4激光晶体生长及光谱性能

采用助熔剂法生长了0.5%(质量分数,下同)Cr4+:Ca2GeO4激光晶体。用X射线衍射(X-ray diffractometer,XRD)、吸收光谱及荧光光谱研究了晶体的相组成和光谱性能。XRD分析表明,获得的晶体为低温γ-Ca2GeO4相,镁橄榄石结构,空间群为Pbam。光谱分析表明:Cr4+:Ca2GeO4晶体在600～800 nm范围内的吸收峰对应Cr4+的3A2→3T1能级跃迁;晶体在1 000～1 200 nm的近红外区域的弱吸收带归因于Cr4+离子的3A2→3T2能级跃迁。室温下0.5%Cr4+:Ca2GeO4晶体荧光光谱的最强荧光发射峰值位于1 317 nm处,这归属于Cr4+的3T2→3A2能级跃迁,荧光寿命为7.9μs,发射截面为4.61×10–19 cm2。     

Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的全息存储性能

在同成分铌酸锂晶体中掺入0.03?2O3和0.1%MnO2(质量分数),分别掺入0,1%,3%,4.5%,6%的MgO(摩尔分数),用提拉法生长了一系列Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体.检测了Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光损伤能力.掺0,1%,3%,4.5%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的OH-红外振动峰位于3484cm-1,而掺6%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体红外振动峰移到3 535gm-1.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体的全息存储性能.结果表明:Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的写入时间和动态范围随掺镁量的增加而显著减小,而光折变灵敏度略有上升,抗光损伤性能增强,其中掺镁量为3%Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体更适合作为全息存储介质.     

In:Mn:Fe:LiNbO3晶体非挥发性全息存储

在Mn：Fe：LiNbO3（Mn：Fe：LN）中掺进不同摩尔分数In2O3,用提拉法生长In：Mn：Fe：LN晶体。测试了晶体的红外光谱,发现：3％In：Mn：Fe：LN晶体OH吸收峰位置移到3506 cm^-1。用光斑畸变法测试晶体抗光致散射能力表明：In：Mn：Fe：LN晶体抗光致散射能力比Mn：Fe：LN晶体提高1～2个数量级。探讨了In：Mn：Fe：LN晶体OH吸收峰移动和抗光致散射能力增强的机理。以He—Ne激光作记录光,高压汞灯紫外光作开关光．In：Mn：Fe：LN晶体中Mn：Fe：LN和1％In：Mn：Fe：LN晶体作为存储介质实现非挥发性存储。射效率。研究了In：Mn：Fe：LN晶体的双光子全息存储机理。一种杂质Fe充当较浅能级,另一种杂质Mn充当较深能级,以用双光子固定法测量了In：Mn：Fe：LN晶体的二波耦合衍射效率。研究了In：Mn：Fe：LN晶体的双光子全息存储机理。     

In:Ce:Mn:LiNbO3晶体的全息存储性能

原料采用固液同成分配比,在LiNbO3（LN）晶体中掺入质量分数为0．1％CeO2和0．015％MnCO3,摩尔分数分别为0,1％,2％和3％的In,用提拉法生长In：Ce ：Mn ：LN晶体。测试了In ：Ce ：Mn ：LN晶体的红外透射光谱和抗光损伤能力。结果表明：3％In ：Ce ：Mn ：LN晶体的OH振动吸收峰紫移到3508cm^-1位置;其抗光损伤能力比Ce ：Mn ：LiNgO3晶体提高2个数量级以上。利用二波耦合光路测试晶体的写入时间（τw）、擦除时间（τc）和衍射效率（η）,计算晶体的动态范围（M^#）,研究In^3＋掺量对Ce ：Mn ：LN晶体光折变性能的影响。结果表明：In ：Ce ：Mn ：LN晶体是比Ce ：Mn ：LN晶体综合性能更好的全息存储材料。     

Improving the corrosion resistance of a-C:H film by a top a-C:H:Si:O layer

During the deposition of a-C:H film, defects (pinholes or discontinuities) caused by excessive stress will inevitably appear, which will reduce the corrosion resistance of the a-C:H film. In this study, top a-C:H:Si:O layers (thickness of approximately 0.3 μm) on the surface of a-C:H films were deposited on a large scale by PACVD technology using acetylene (C₂H₂) and/or hexamethyldisiloxane (HMDSO) as reactants, to improve the corrosion resistance of a-C:H films while ensuring the appropriate overall hardness of the films. The corrosion behaviors of the films were studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Tafel polarization. We found that the a-C:H/a-C:H:Si:O films possess a lower electrolyte penetration rate due to their stronger capacitance characteristics. In addition, the corrosion current density of the a-C:H/a-C:H:Si:O films (10^?10 A cm^?2) were reduced by 2 orders of magnitude compared to the a-C:H film (10^?8 A cm^?2), and by 3 orders of magnitude compared to 316 stainless steel (10^?7 A cm^?2). The impedance results obtained by EIS were simulated using appropriate equivalent circuits, and the corresponding electrical parameters were used to further verify the electrochemical protection behavior of the top a-C:H:Si:O layer.     

Nd^3＋：L-Lys：thiourea：TGS晶体的生长与性能研究

利用水溶液降温法生长了掺杂稀土离子Nd^3＋、L-赖氨酸和硫脲的TGS晶体。测试了掺杂TGS晶体的晶胞参数和热释电性能。实验表明,三掺杂的TGS晶体的热释电系数、热释电优值比和内偏压场大于纯TGS。