Tm:Ho:YAG合作上转换速率理论研究

目的为求得Tm:Ho:YAG合作上转换速率与掺杂离子浓度关系的解析表达式,进而求解激光器速率方程,优化激光器设计。方法以转移受限上转换模型为基础,通过引入矩阵变换和速率方程分析,建立了Tm:Ho:YAG双掺激光系统合作上转换系数与掺杂离子浓度关系的数学表达式。与实验测量值进行了最小二乘拟合。结果得到了一种描述Tm-Ho合作上转换系数与掺杂浓度关系的解析表达式。结论转移受限模型更适用于较高掺杂浓度时的上转换系数计算。     

Eu, Tb共掺SiO2凝胶基质三基色荧光体系

利用溶胶-凝胶技术制备了Eu, Tb共掺杂SiO₂基质三基色荧光体系, 样品的发射光谱在618, 543, 350~500 nm处同时出现了红、绿、蓝三色发射, 表明Eu³⁺, Eu²⁺和Tb³⁺三种离子共存于同一基质中, 与Eu单掺样品的发射光谱比较, 共掺样品中Eu²⁺的蓝色发光显著增强, 说明在SiO₂基质中Eu³⁺和Tb³⁺之间可能发生电子转移. 考察了退火温度和Tb浓度对样品发光光谱的影响, 确定了Tb的最佳掺杂浓度为0.2%, 最佳退火温度为850℃. 发现在600℃退火时, 在SiO₂基质中存在着Tb³⁺对Eu³⁺的敏化作用, 当Tb³⁺浓度为0.2%时, Eu, Tb共掺样品中Eu³⁺的发光强度是Eu单掺的4倍多, 这归因于Tb³⁺→Eu³⁺离子的能量传递作用.     

密度泛函方法研究NbSin(n=1～6)团簇

目的研究NbSin(n=1～6)团簇的几何构型及电子结构。方法采用密度泛函理论(DFr)，在UB3LYP／LanL2Dz水平下用Gauss98程序对各构型进行几何优化和频率分析，同时考虑了电子的多重度。结果得到了一系列稳定的NbSin(n=1～6)团簇构型，并计算出了其键长(Nb-Si和Si-Si)、总能量、电子布居和分裂能。结论NbSin(n=1～6)团簇的立体结构比平面结构和直线结构更稳定；每一个n(n=1～6)值所对应最稳定结构中，Nb原子的电子Mulliken净布局和自然布局在Si原子数目小于3时为正值，其余为负值。     

堆叠多层石墨烯的太赫兹电导研究

单层石墨烯具有可调的太赫兹电导,有望应用于制作新型太赫兹器件,然而这种调谐的变化范围有限,通过多层石墨烯的堆叠可以拓展石墨烯太赫兹器件的性能上限。本文通过太赫兹时域光谱研究了石英衬底上不同层数堆叠的石墨烯的太赫兹透过特性,并使用Drude模型以及菲涅尔定律对实验结果进行了理论模拟。实验数据与理论结果的匹配表明:随机堆叠的多层石墨烯在太赫兹波段可以看作没有电子耦合的多个单层石墨烯,其太赫兹电导具有更宽的调谐范围,同时化学掺杂可以进一步提高材料的载流子浓度,从而获得更高的太赫兹电导。     

PSII核心复合物超快动力学研究

应用时间分辨荧光光谱技术，研究了高等植物光系统Ⅱ（PSⅡ）核心复合物中能量传递超快动力学。对实验测得的荧光衰减曲线，进行数据处理，解得荧光衰减的3个时间常数分别为3.9,20.4,930.5ps，各组分荧光占总荧光的百分比分别为1.0%,12.7%,86.3%。对由全局分析得以的荧光强度随波长变化曲线运用高斯多峰解叠运算，解得3个峰值波长分别为671.03,684.74,696.16nm。通过分析，给出了激发能在PSⅡ核心复合物中超快传递的动力学信息及相应的能级关系图。     

苝四甲酸二酐PTCDA分子基态和激发态的密度泛函理论

利用密度泛函理论研究了PTCDA分子,计算并讨论了PTCDA分子的稳定几何构型、电子结构与前线轨道能级、激发态能隙（HOMO-LOMOgap）,并对于基态与激发态的能级做了一定的比较。结果表明,PTCDA是一种平面分子,其吸收光谱集中在紫外波段,HOMO、LUMO能隙约为2．5eV。     

氟化并五苯分子光谱和激发态的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了氟化并五苯分子.在几何结构优化的基础上,对其进行频率分析得到了分子的红外光谱和拉曼光谱,并对谱线中的各峰值做了具体指认,同时得到了分子的HOMO-LUMO能隙2.02 eV,表明其是有机半导体材料.利用含时密度泛函理论(TDDFT)对其激发态计算,得到最低10个跃迁允许的单激发态,并分析了光谱的波长范围.     

LD侧面泵浦Nd:YAG1064 nm/532 nm/660 nm三波长激光器

理论上分析了实现双波长激光同时振荡腔镜反射率等需要满足的条件。实验中利用LD侧面泵浦单根Nd:YAG晶体,同时采用声光调Q与非线性频率变换技术,在3个子谐振腔组成的新型全固态激光实验系统中实现了1 064 nm/532 nm/660 nm三波长激光单独输出与同时输出。在泵浦功率103 W时,1 064 nm激光单独输出功率为15.5 W,532 nm和660 nm激光在声光调制频率分别为10.5 kHz和11.5 kHz时输出功率分别为4.7 W和1.6 W,转换效率分别为4.6%和1.6%。当三波长激光同时输出时,1 064 nm/532 nm/660 nm三波长激光输出功率分别为10.1 W、4.3 W和1.0 W,同时测量输出功率不稳定度均小于2.0%。理论与实验符合较好。     

NbSin,NbSin+,NbSin-(n=1～6)团簇稳定性和电子结构特性的研究

目的研究NbSin,NbSin 以及NbSin-(n=1～6)团簇的稳定性和电子结构特性。方法基于从头算法框架下的密度泛函方法。结果对NbSin,NbSin 以及NbSin-(n=1～6)团簇的几何构型、总能量、分裂能、HOMO-LUMO能隙以及电子的自然布居和Mulliken布居进行了计算和分析。结论使NbSin(n=1～6)团簇失去一个电子或得到一个电子都会对其热力学稳定性和化学稳定性产生较大影响;在Nb和Si结合成键的过程中,Nb原子只在Si原子数较少时才失去电子,表现出金属性。在绝大多数团簇中,Nb原子的4d轨道都是接受电子的。     

菠菜光系统ⅡCP47&RC激发能传递与温度的关系

采用基于延时分次扫描单光子计数器为探测装置的皮秒时间分辨荧光光谱测试系统研究了菠菜光系统(PSⅡ)CP47&RC蛋白复合物光能传递与温度的关系.分别对CP47&RC样品在20,42,48℃下做温度处理后,以脉宽为120 ps,重复率为4 MHz,波长为514 nm的Ar+激光作为光源分别激发处理后的样品,对比研究了菠菜CP47&RC激发能传递速度与温度的关系,发现同一波长,不同温度下能量传递速度不同,48℃时能量传递的速度总体变慢;CP47&RC在42℃温浴处理的情况比较特别.