Na_5Tm（WO_4）_4发光晶体的光谱特性研究

以Ｎａ２ＷＯ４为助熔剂，采用缓冷法成功地生长出新型发光晶体Ｎａ５Ｔｍ（ＷＯ４）４，晶粒尺寸为２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍ。根据四方晶系面间距公式及最小二乘法，可以确定晶体的晶胞参数ａ＝１．１３８６ｎｍ，ｃ＝１．１２８３ｎｍ，测定并分析了该晶体室温下的红外光谱、吸收光谱、发射光谱及激发光谱。根据Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论计算了Ｔｍ３＋离子的吸收振子强度和配位场作用强度参数。结果表明该晶体有可能成为一类很重要的蓝色发光材料。     

掺饵钒酸钇(Er:YVO_4)的光学性能

测定了晶体的透过率谱,计算了 Ｅｒ３＋离子在ＹＶＯ４晶体中的吸收截面．由积分吸收截面的公式拟合出唯象强度参量Ωｔ,并应用Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论计算出振子强度ｆＪ,Ｊ’、辐射跃迁几率ＡＪ．Ｊ＇、无辐射跃迁几率ＷＪ,Ｊ－１和荧光辐射寿命ＴＪ．并根据这些光学参量,比较了掺饵钒酸钇（ＹＶＯ４）晶体与按饵 ＹＡＧ的激光输出和阈值等光学性能．讨论了钒酸钇（ＹＶＯ４）晶体用作激光晶体的优点．     

钼酸盐Na_5Tb_xEu_（1－x）（MoO_4）_4的发射光谱研究

测定了室温下Ｎａ５ＴｈｘＥｕ１－ｘ（ＭｏＯ４）４的发射光谱。发现随ｘ的增加，Ｔｂ３＋离子５４６ｎｍ（５Ｄ４→７Ｆ５）的荧光发射亦随之增加。同时观察到，当ｘ＞０．７时，发光相对强度变化会出现突变。被认为是由于Ｔｂ３＋离子中存在５Ｄ３能级向５Ｄ４能级进行无辐射共振能量转移所致。     

掺Er~（3＋）和掺Er~（3＋）／Yb~（3＋）光纤中1313nm到780nm的频率上转换过程

研究了在连续锁模和调Ｑ锁模两种脉冲泵浦条件下，掺Ｅｒ（３＋）和掺Ｅ３＋／Ｙｂ３＋单模ＧｅＯ２／ＳｉＯ２石英光纤中，１３１３ｎｍＮｄ：ＹＬＦ激光到７８０ｎｍ波长的频率上转换过程。Ｅｒ３＋离子在共振吸收两个光子后到４Ｆ９／２态，再经快速的无辐射转移到４Ｉ９／２态．形成７８０ｎｍ辐射。在连续锁模泵浦条件下．１３１３ｎｍ至７８０ｎｍ的转换效率比调Ｑ锁模条件下更高．而后者的峰值功率是前者的几百倍。     

绿宝石晶体电子精细光谱及其基态^4A2的EPR参量研究

利用完全能量矩阵,结合自旋Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ理论,研究了Ｃｒ３＋：Ｂｅ３Ａｌ２（ＳｉＯ３）６（绿宝石）晶体的吸收光谱,Ｗ论与实验十分吻合;在此基础上研究了基态４Ａ２的ＥＰＲ（电子顺磁共振）参量（Ｄ及ｇ,ｇ）与２Ｅ态双重话线结构的微观起源,成功地解释了长期未能解决的基态零场分裂（ＺＦＳ）,并证实了２Ｅ态大约６３ｃｍ－１的能级分裂．指认４１３２０ｃｍ－１处的光谱为４Ａ２→２Ａ２跃迁的自施禁戒光谱,而并非自旋允许光谱．     

亚稳态惰性原子与SOCI2传能反应产物SO（A）的发射光谱和强度分析

本文在流动余辉装置上，利用亚稳态惰性气体原子《Ｈｅ（２＾３Ｓ），Ｎｅ（３Ｐ０，２），Ａｒ（３Ｐ０，２）》与ＳＯＣＩ２专能反应，在（２３０－４３０ｎｍ）波段观察到了产物的发射谱，光谱归属为自由基ＳＯ（Ａ＾３П２，１，０→Ｘ＾∑＾－）的跃迁。对光谱强度分析表明：ＳＯ（Ａ→Ｘ）的偶极跃迁矩Ｒｅ随核间距明显地变化。通过拟合，找出了这一变化的关系。另外，本文还计算了ＳＯ（Ａ＾３П０→Ｘ＾３∑＾－）跃迁的...     

Er,O离子共注入GaAs的二次离子质谱的研究

在Ⅲ－Ⅴ族半导体ＧａＡｓ外延层上共注入Ｅｒ和Ｏ离子（ＧａＡｓ：Ｅｒ，Ｏ）．经面对面优化退火后，光致发光（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ－ＰＬ）谱中观测到对应Ｅｒ３＋第一激发态到基态４Ｉ１３／２－４Ｉ１５／２跃迁，其相对强度较单注入Ｅｒ的ＧａＡｓ（ＧａＡｓ：Ｅｒ）增强１０倍，且谱线变窄．从二次离子质谱（ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ－ＳＩＭＳ）和卢瑟福背散射实验给出退火前后Ｅｒ在ＧａＡｓ：Ｅｒ样品中的剖面分布．ＳＩＭＳ测量分别给出Ｏ注入前后Ｅｒ和Ｏ在ＧａＡｓ：Ｅｒ，Ｏ中的深度剖面分布，分析表明Ｅｒ和Ｏ共注入后形成光学激活有效的发光中心．     

双掺Cr,Nd∶ZW晶体的光性、热学和激光性能

生长出Ｃｒ３＋，Ｎｄ３＋：ＺｎＷＯ４（Ｃｒ，Ｎｄ：ＺＷ）单晶，尺寸为２５ｍｍ×５０ｍｍ，研究了Ｃｒ，Ｎｄ：ＺＷ晶体的光学性质、热学性质，测定了其吸收和发射截面，激发态寿命和激光性能。结果表明，双掺有效地改善了激光性能，室温下获得０．９５μｍ单脉冲激光能量输出１．６２ｍＪ，斜效率为０．７９％。     

Pb（WO4）0.9（MoO4）0.1晶体的生长及闪烁性能研究

以０．１ｍｏｌＭｏＯ３取代ＰｂＷＯ４中ＷＯ３生长Ｐｂ（ＷＯ４）０．９（ＭｏＯ４）０．１晶体。测试了晶体的密度、透射率和闪烁性能。克服了ＰｂＷＯ４晶体在生长中出现的开裂。生长出质量优良的Ｐｂ（ＷＯ４）０．９（ＭｏＯ４）０．１晶体。     

红宝石激光晶体零场分裂及其光谱精细结构研究

推导了ｄ＾３（Ｃ＾＊３ｖ）组态离子的中间场能量矩阵，建立了红宝石（Ｃｒ＾３＋：Ａｌ２Ｏ３）晶体基态＾４Ａ２零场分裂（ＺＦＳ）参量Ｄ及＾２Ｅ态分裂△Ｅ（＾２Ｅ）与晶体结构之间的定量关系；假设晶格畸变的基础上，统一地计算了Ｃｒ＾３＋：Ａｌ２Ｏ３晶体的ＺＦＳ参量Ｄ、Ｚｅｅｍａｎｇ因子、精细光谱及＾２Ｅ态的分裂△Ｅ（＾２Ｅ），计算结果与实验观测十分吻合，定量的研究结果表明：当Ｃｒ＾３＋离子掺入Ａｌ２Ｏ３晶     

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.     

ErCa4O(BO3)3晶体的光谱分析

采用Czochralski法生长了均匀透明的ErCa4 O(BO3 ) 3 (简称ECOB)晶体 ,测量了其室温吸收谱 ,并与 0 1mol的ErCl3 溶液的室温吸收谱进行了比较。根据Judd Ofelt理论 ,拟合出唯像强度参数 :Ω2 =1 6 73× 10 -2 0 cm2 ,Ω4=1 35 6× 10 -2 0 cm2 ,Ω6=0 15 6× 10 -2 0 cm2 。计算了各能级的辐射跃迁几率 AJ,J′,振子强度fJ ,J′,辐射寿命τ,荧光分支比 βJ′ 等 ,并根据这些光学参量 ,讨论了该晶体的部分性能和应用前景     

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.     

用于波导放大器的Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的性能研究

通过优化熔融条件和玻璃组份,成功开发出一种新的Er3+/Yb3+ 共掺磷酸盐玻璃,其在沸水和熔盐中均表现出很好的化学稳定性.通过分析室温下Er3+/Yb3+ 共掺磷酸盐玻璃的吸收光谱,计算得到了Er3+ 离子在波长1533 nm处的峰值发射截面和杜得奥菲而特强度参数;其中Er3+ 离子在波长1533 nm 处的峰值发射截面为0 72×10-20 cm2,大于Schott的IOG1玻璃中Er3+离子的峰值发射截面0 67×10-20 cm2.通过改变离子交换的条件,获得了1 55μm单模光波导的制作条件;制作的波导传输损耗均小于1 dB/cm.初步的离子交换实验表明,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃WM4完全适合波导放大器的制作.     

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.     

WO3对掺铒碲酸盐玻璃的光谱性质的影响

为了满足光通信技术发展对光放大器材料的带宽要求,采用固相法制备了掺铒碲钨酸盐玻璃,研究了其光谱性质和热稳定性。用Judd-Ofelt理论计算了光谱的强度参量,根据McCumber理论计算了受激发射截面,其最大受激发射截面为1.85×10-20cm2,荧光半峰全宽最大值为104nm;用差热法分析了玻璃的热稳定性,析晶温度和转变温度之差最大值为131℃。结果表明,掺铒碲钨酸盐玻璃是一种良好的宽带放大器材料。     

POCl_3-Z Cl_4-Nd(CF_3COO)_3和POCl_3-SnCl_4-Nd~(3 )激光液体的光谱参数

用光谱法求得POCl_3-ZrCl_4-Nd(CF_3COO)_3和POCl-SnCl_4-Nd~(3 )两种激光液体的Judd-Ofelt强度参数愿Ω_2、Ω_4、Ω_6分别为1.71、4.09、6.37和1.90、5.14、6.86(×10~(-20)厘米~2),从而计算了Nd~(3 )离子的~4F_(3/2)→~4I_J的辐射跃迁几率、荧光分支比、辐射寿命、辐射量子效率和~4F_3/2→~4I_(11/2)的诱导发射截面σ_p(分别为5.15×10~(-20)和5.69×10~(-20)厘米~2)。计算值与实验值符合较好。     

晶体光谱特性

测量了0.8 at.-% Nd3+:Y0.5Gd0.5VO4的吸收光谱和荧光发射谱,光谱显示该晶体在808.5 nm有很强的偏振光吸收峰,且π偏振光(E∥C)吸收远强于σ偏振光(E⊥C)吸收,半高宽度分别为4.5 nm和12 nm,吸收截面分别为19.69×10-20 cm2和6.41×10-20 cm2;其荧光发射( 4F3/2→ 4I11/2跃迁)峰值波长在1064 nm,半高宽度为3.7 nm; 4F3/2→ 4I11/2跃迁的荧光寿命为110 μs;光谱特性表明Nd3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体是潜在的高效率激光晶体材料.     

铒离子在钨酸锌晶体中的光谱性质

本文测量并分析了ZnWO_4∶Er晶体的吸收光谱、激发光谱和荧光光谱,发现Er~(3+)离子与基质晶格之间存在能量传递效应。用Judd-Ofelt理论计算了Er~(3+)离子的强度参数Ω_λ以及吸收和辐射跃迁的振子强度,并由此计算出激光能级辐射跃迁几率、辐射寿命、积分发射截面及荧光分支比等光谱参数。讨论了ZnWO_4∶Er晶体几个主要通道实现激光输出的可能性。     

Er3+单掺和Er3+/ Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃光谱性能

制备了Er3 + 单掺和Er3 + /Yb3 + 共掺碲钨酸盐玻璃 ,测量了Er3 + 在玻璃中的吸收光谱和 970nmLD激发下的荧光光谱和荧光寿命 ,计算了Er3 + 离子 1 5 μm波段的吸收和发射截面 ,研究了其荧光强度和发射带宽与掺Yb3 + 浓度间的关系。结果表明 ,共掺Yb3 + 可明显提高Er3 + 离子 1 5 μm荧光发射强度 ,并有利于提高其发射带宽。实验所得最佳掺Yb3 + 离子浓度为 3 6 6× 10 2 0 ions/cm3 ,Er3 + 离子 1 5 μm发射最大FWHM值为 81nm。