Circular cladding waveguides in Pr:YAG fabricated by femtosecond laser inscription:Raman,luminescence properties and guiding performance

We report on the fabrication of circular cladding waveguides with cross-section diameters of 60−120μm in Pr:YAG crystal by applying femtosecond laser inscription.The fabricated waveguides present 2D guidance on the cross-section and fairly low propagation losses.Multiple high-order guiding modes are observed in waveguides with different diameters.Corresponding simulation results reveal the origin of a specific kind of guiding modes.Confocal micro-Raman(μ-Raman)experiments demonstrate the modification effects in femtosecond laser affected areas and ascertain the refractive index induced guiding mechanism.In addition,luminescence emission properties of Pr3+ions at waveguide volume are well preserved during the femtosecond laser inscription process,which may result in a potential high-power visible waveguide laser.

Ho:YVO_4晶体中Ho^(3+)光谱参数的计算

根据Ho3+在Ho :YVO4 晶体的吸收谱和 0 6～ 2 1μm波段的荧光谱 ,用J O理论计算了Ho3+的强度参数Ωλ ,并由此计算了激发能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数 ,讨论了Ho :YVO4 晶体作为红外激光材料的可能性。

退火对提拉法生长Lu_2Si_2O_7∶Ce晶体闪烁性能的影响

Lu2Si2O7:Ce(LPS:Ce)表现出较高的光输出,平均值约26000photons/MeV(简写为ph/MeV),但通过提拉法获得的晶体发光效率很低.实验对LPS:Ce晶体进行了不同气氛下的退火,研究退火条件对LPS:Ce的发光效率等闪烁性能的影响.发现在Ar气氛下退火对LPS:Ce发光效率的提高没有作用,在空气气氛下退火后可显著提高LPS:Ce的发光效率.通过不同退火工艺的比较,确定了提高LPS:Ce发光效率的最佳退火制度:空气气氛下,退火温度1400℃,退火时间根据样品的大小决定,样品越大,需要的退火时间越长.同时讨论了退火过程中,LPS:Ce吸收谱和UV-ray激发发射谱的变化趋势.

碳室约束对激光等离子体辐射的增强效应

以土壤样品为靶,提出利用小型碳室对高能量激光诱导等离子体进行空间限制来提高等离子体发射光谱质量。采用高能量脉冲激光烧蚀土壤样品,利用组合式多功能光栅光谱仪和CCD探测器等组成的光谱分析系统记录光谱信息,研究了激光诱导等离子体在有或无碳室约束条件下辐射强度的变化;通过光谱学测量方法求得电子温度和电子密度,用以解释等离子体辐射增强的机理。实验结果显示,当利用小型碳室约束激光等离子体时,土壤样品元素Mn,K,Fe和Ti的光谱线强度比无碳室约束时分别提高了90.77%,101.71%,104.27%和60.77%;光谱信噪比分别提高了54.29%,55.30%,59.37%和38.80%;等离子体的电子温度和电子密度分别提高了1 684K和1.8×1016 cm-3。得到的结果表明,利用空间约束方法能够有效地提高激光诱导等离子体的发射光谱强度和信噪比,为利用激光诱导击穿光谱技术检测物质中低含量成分奠定了基础。

气压对激光诱导Al等离子体特征的影响

使用Nd :YAG激光器烧蚀金属Al靶获得等离子体 ,利用光谱时 -空分辨技术 ,在 10 0～ 1× 10 5Pa气压范围内 ,关于环境气体压强对激光诱导的等离子体辐射特征的影响进行了研究。使用的气体是Ar气 ,单脉冲激光能量 145mJ。结果发现 ,气压升高 ,特征谱线强度增加 ,连续谱强度也增加 ;但气压过高 ,在接近大气压时 ,特征谱和连续谱都下降 ;最大特征辐射强度在 10kPa、靶前 0 .1mm处、延时 180ns获得 ;同一条件下获得最强背景连续谱 ,而信号 -背景比是在10 0 0Pa、靶前 1.0mm处、延时 2 50 0ns达到最大值。基于Al等离子体不同气压下的时间 -空间分辨谱 ,对结果进行了简单的讨论。并分别确定了获得最大特征辐射和信号 -背景比的条件 ;以及最佳信号采集区。

ZnO∶Eu^(3+)发光材料的制备和性能表征

为了提高Zn O∶Eu^(3+)荧光粉体的发光强度并降低合成温度,利用高温机械力化学法合成了单相Zn O∶Eu^(3+)荧光材料.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的结构、微观形貌和发光特性进行了表征.结果表明,Zn O∶Eu^(3+)荧光粉体的最佳反应温度为450℃,最佳球磨时间为3 h.当Eu^(3+)摩尔分数为2.5%、球料比为20∶1时,经450℃球磨3 h后制备的Zn O∶Eu^(3+)荧光粉体的发光强度最好.

双光束激光处理水溶液对ICP发射光谱的增强作用

为了改变水溶液的物理性质,提高ICP发射光谱的辐射强度,实验采用波长为976nm的近红外激光和10.6μm的CO2激光正交辐照水溶液,研究了不同激光功率密度和辐照时间对水溶液表面张力和粘度的影响,也探讨了处理后水溶液对ICP光谱强度的增强作用。实验结果表明,在976nm激光功率密度为0.265 7 W·cm-2,CO2激光为0.2069 W·cm-2以及辐照时间为40min条件下,水溶液的表面张力和粘度比未进行激光处理时的分别减小了42.13%和14.03%,而雾化效率升高了51.26%。将优化条件下激光处理的水溶液引入ICP光源后发现,样品元素As,Cd,Cr,Hg和Pb的光谱强度比水溶液未处理时的分别提高了46.29%,94.65%,30.76%,33.07%和94.58%,信背比分别增大了43.84%,85.35%,28.71%,34.37%和90.91%;等离子体温度和电子密度也分别升高了5.94%和1.18%。可见,双光束激光正交辐照水溶液的方法能够明显降低水溶液的表面张力和粘度,提高ICP光源的辐射强度,这为顺利检测水样品中痕量重金属元素创造了条件。

掺Ho^(3+)钒酸钇晶体的光学性能

分别测量了室温下光垂直、平行c轴入射时Ho3+ 掺杂钒酸钇晶体的非极化光吸收谱 ,得到Ho3+ 吸收跃迁振子强度的实验值 .根据Judd Ofelt(J O)理论 ,同时考虑单轴晶体的各向异性效应 ,拟合计算确定了Ho3+ 的有效J O强度参量Ωλ(λ =2 ,4 ,6 )值 .利用有效强度参量 ,进一步给出钒酸钇晶体中Ho3+ 各激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量的预计值 ,这些光谱参量值与YAlO3等激光材料中的值比较 ,某些跃迁明显占优 .

钙钛矿型LnGaO_3(Ln=La、Pr、Nd)晶体的光谱性质

本文报导了室温下钙钛矿型LnGaO_3(Ln=La、Pr、Nb)晶体的紫外、可见和红外吸收光谱的测定,对主要谱带进行了归属。从理论上计算出点阵振动数目和对称类型,并与实验结果进行了对比。晶体的色心及退火对吸收光谱的影响也做了研究。首次得到LaGaO_3和PrGaO_3晶体室温下的激发光谱和荧光光谱,观察到由于晶场环境不同引起荧光谱线窄化的现象。发现LaGaO_3晶体能够产主峰值为540nm的可见荧光,有成为色心发光晶体的可能性。

辅助激发参数对激光微区发射光谱的影响

激光微区发射光谱分析 (LMESA)中的火花辅助激发参数与发射谱谱线强度密切相关 .就减压氩气环境下 。

掺杂条件对掺杂PVCz薄膜发光性能影响的研究

采用荧光染料 Oxazine- 72 0作掺杂剂 ,对聚乙烯基咔唑 ( PVCz)进行掺杂 ,研究了掺杂溶液浓度、掺杂温度和掺杂时间对掺杂 PVCz膜发光性能的影响 ,旨在制备高发光效率和发光强度的

SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)荧光粉的合成及表征

为了提高SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)荧光材料的发光强度和余辉时间,采用高温固相法合成了SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对产物的化学成份、结构、微观形貌和发光特性进行了分析.结果表明,SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)荧光粉的最佳煅烧温度为1 500℃,最佳煅烧时间为3 h.当Eu_2O_3的质量分数为2%时,Sr Al2O4∶Eu2+荧光粉的发光强度最大;当Eu_2O_3的质量分数为1.5%时,SrAl_2O_4∶Eu^(2+)荧光粉的余辉性能最好;当Eu_2O_3的质量分数为2%、Dy_2O_3的质量分数为4%时,SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)荧光粉的发光强度和余辉性能最好.

激光晶体ZnWO_4:Cr^(3+)的光谱特征

通过对ZnWO_4:Cr^(3+)激光晶体发光特性的研究发现,随掺杂浓度的变化,荧光强度明显改变,在掺人Cr_2O_3浓度为0.005％和0.08％时有两个峰值;并发现低浓度与高浓度的激发峰分别为622nm和608nm。激发波长变化时,荧光强度发生改变,用532nm激发时,仍有较强的荧光。

Na_5Er(WO_4)_4晶体的生长与光谱性质

利用助熔剂缓冷法培养出新型发光晶体 Na_5Er(wO_4)_4,研究了该晶体的吸收光谱、荧光光谱和激发光谱。计算了它的晶胞参数并确定了 Er^(3+)离子的能级,根据 Judd-Ofelt 理论计算了 Er^(3+)离子的配位场作用强度参数和吸收振子强度。讨论了该晶体作为激光晶体的可能性。

Ho^(3+)掺杂Sc_2SiO_5激光晶体生长与光谱性能研究

采用提拉法分别生长了具有高光学质量的0.5at%和1.0at%的Ho∶Sc2SiO5(Ho∶SSO)激光晶体。研究表明晶体空间群为C2/c,晶胞参数为a=0.99723 nm,b=0.64261 nm,c=1.16843 nm,β=103.9°。Ho3+在SSO基质中的分凝系数为0.82。Ho∶SSO晶体在2085 nm处发射截面为1.12×10-20cm2,发射光谱呈现一个1850~2150 nm的宽发射带。当粒子数反转比率β=0.25时,增益截面σg即开始出现正增益。综合评估了晶体的激光性能,表明Ho∶SSO晶体是一种有潜力的2μm波段激光介质。

Dy^(3+)掺杂Lu_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)单晶光纤下转换荧光测温性能

稀土倍半氧化物单晶光纤材料凭借超高的熔点(~2400℃)、稳定的物化性能以及灵活的结构被认为是极具潜力的高温传感介质。本文采用激光加热基座(LHPG)法,成功生长了透明无开裂Dy^(3+)离子掺杂的倍半氧化物单晶光纤Lu_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)。依据Dy^(3+)离子的^(4)I_(15/2)和^(4)F_(9/2)能级为一对热耦合能级对(TCLs),测试得到了430~520 nm波长范围内的下转换荧光光谱。荧光强度比(FIR)结果显示,晶体在298~673 K温度范围内的荧光强度具有良好的温度相关性。其中Dy∶Lu_(2)O_(3)在该范围内的最大相对灵敏度和绝对灵敏度分别为0.97%·K^(-1)(315 K)和1.62×10^(-4) K^(-1)(673 K),展现出更为优异的温度传感性能。

Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4晶体发射截面谱及微片激光器光谱的实验研究

实验研究了Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4晶体发射截面谱的温度特性,并根据发射截面谱与激光波长的对应关系,进一步研究了温度对Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4双频微片激光器输出光谱的影响。实验结果表明,在所研究的温度范围内,随着温度的升高,Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4晶体发射截面谱的中心波长发生红移、峰值下降,且均与温度呈准线性关系;对应的双频微片激光器波长也随温度升高呈现线性红移,但双频频差保持不变;在晶体发射截面谱和激光波长的共同红移作用下,双频激光分量的功率均衡度发生变化。

丙烷/空气稀薄预混合气流动下的激光点火特性

基于流动点火平台,在不同当量比和流速下,对丙烷/空气稀薄预混气进行了激光点火实验。研究发现:随着当量比和流速的增加,火焰发展速度加快且火焰面积增大;火焰中的CH*发光强度随当量比提升有明显提高,通过CH*的分布及发光强度变化能判断火焰发展阶段。混合气的击穿和点火成功率都随当量比和流速的增加而增加,但改变当量比对成功率的影响比改变流速更大;通过击穿发射光谱中的H/N峰值强度比,可以判断混合气中各组分的含量变化,且使用标定线能确定未知预混合气的当量比。

基于光-光同步放大抑制光谱红移的光谱整形技术

在基于钛宝石啁啾脉冲放大(CPA)技术获得拍瓦级输出的激光装置中,光谱发射截面的不同和饱和放大的影响会使放大光谱产生增益窄化和光谱红移。光谱红移效应普遍存在于激光放大过程中,尤其在高能量饱和放大时更加严重。基于中国科学院上海光学精密机械研究所5.0PW激光装置的实验结果,针对Apollon-10PW激光装置的光谱控制,在理论上提出一种基于光-光同步放大的光谱整形技术,用以抑制高能量放大过程中的光谱红移。该技术基于传统的放大模型,通过在功放级引入短脉冲抽运,利用抽运光和啁啾种子光同步放大的方式抑制了光谱的红移。该技术无需引入任何其他光学器件,也不会引入附加损耗,操作简单。数值模拟结果表明,利用该技术可以有效地对放大的光谱进行整形,抑制了光谱红移效应。