Nd：YbVO4晶体的拉曼光谱和荧光光谱研究

用群论的方法计算了Nd：YbVO4晶体的拉曼活性振动模数目，在室温下测得了其极化拉曼谱线，并指认了在不同几何配置下，各振动模式所对应的频率。同时，测得了室温下晶体的吸收谱，得到了中心波长为808am吸收峰的半高宽为12nm，并在J-O理论的基础上计算了晶体的光学参数，其三个晶场参数分别为Ω2=6．88945×10^-20cm^2。Ω4=4．13394×10^-20cm^2、Ω6=4．54503×10^-20cm^2，并由此得到^4F3／2能级的荧光寿命为178．69炉，1062nm处的荧光分支比为48．85％，积分发射截面为2．786710^-18cm^2。分别在808nm、940nm激发下测得晶体室温发射谱，观察到了Nd→Yb以及Nd←Yb间的能量传递现象。

Effects of gamma-irradiation and air annealing on Yb-doped Y3Al5O12 single crystal

The effects of gamma-irradiation on the air-annealed 10 at.% Yb:Y3Al5O12 (YAG) and air annealing on the gamma-irradiated 10at.% Yb:YAG have been studied by the difference absorption spectra before and after treatment. The gamma-irradiation and air annealing led to opposite changes of the absorption properties of the Yb:YAG crystal. After air annealing, the gamma-irradiation induced centers were totally removed and the concentration of Fe3+ and Yb3+ were lightly increased. For the first time, the gamma-irradiation induced valence changes between Yb3+ and Yb2+ ions in Yb:YAG crystals have been observed. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Spectral investigation of Yb-doped calcium pyroniobate crystal

Ytterbium-doped calcium pyroniobate single crystal has been grown for the first time. Spectral properties of Yb: Ca2Nb2O7 were investigated by emission and absorption spectra. Its cooperative luminescence and fluorescence lifetime were also studied. Yb ions in Ca2Nb2O7 showed very broad absorption and emission bandwidth and relatively large absorption and emission cross-sections. Along with other optical properties, this Yb-doped crystal would be a potential self-frequency doubling femtosecond laser gain material. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.

Tm:Y_2SiO_5晶体的生长和光谱性质研究

采用中频感应提拉法生长了高质量的Tm:Y2SiO5(Tm:YSO)晶体,测定了晶体的晶格常数和分凝系数.运用劳厄照相法确定了单斜晶系Tm:YSO晶体的三个偏振轴〈010〉,D1和D2,在室温下测量了三个偏振轴方向的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了晶体吸收峰的吸收线宽和吸收截面.研究发现,相对于其他两个偏振轴方向,D1方向在790 nm处出现较强的吸收峰,同时在2μm附近出现了一定强度的发射峰,D1方向的吸收截面较大,荧光寿命较长.Tm:YSO晶体适用于AlGaAs二极管抽运固体激光器,在2μm波段固体激光器的应用上将有很大的发展潜力.

利用窄得-奥菲特理论研究Tm:Lu_2SiO_5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.

Polarized spectral analysis of Ho3+ ions in biaxial YAlO3 crystal for 2 mu m lasers

An Ho3+-doped YAlO3 (Ho : YAP) single crystal has been grown by the Czochralski technique. The polarized absorption spectra, polarized fluorescence spectra and fluorescence decay curve of the crystal are measured at room temperature. The spectroscopic parameters are calculated based on Judd-Ofelt theory, and the effective phenomenological intensity parameters Omega(2,eff), Omega(4,eff) and Omega(6,eff) are obtained to be 2.89 x 10(-20), 2.92 x 10(-20) and 1.32 x 10(-20) cm(2), respectively. The room-temperature fluorescence lifetime of the Ho3+ 5I(7) -> I-5(8) transition is measured to be 8.1 ms. Values of the absorption and emission cross-sections with different polarizations are presented for the I-5(7) manifold, and the polarized gain cross-section curves are also provided and discussed.

Judd-Oflet analysis of spectrum and laser performance of Ho:YAP crystal end-pumped by 1.91-mu m Tm:YLF laser

The Ho:YAP crystal is grown by the Czochralski technique. The room-temperature polarized absorption spectra of Ho:YAP crystal was measured on a c-cut sample with 1 at% holmium. According to the obtained Judd-Ofelt intensity parameters Omega(2) = 1.42 x 10(-20) cm(2), Omega(4) = 2.92 x 10(-20) cm(2), and Omega(6) = 1.71 x 10(-20) cm(2), this paper calculated the fluorescence lifetime to be 6 ms for I-5(7) -> I-5(8) transition, and the integrated emission cross section to be 2.24 x 10(-18) cm(2). It investigates the room-temperature Ho:YAP laser end-pumped by a 1.91-mu m Tm:YLF laser. The maximum output power was 4.1 W when the incident 1.91-mu m pump power was 14.4W. The slope efficiency is 40.8%, corresponding to an optical-to-optical conversion efficiency of 28.4%. The Ho:YAP output wavelength was centred at 2118 nm with full width at half maximum of about 0.8 nm.

Influence of different post-treatments on the structure and optical properties of zinc oxide thin films

Zinc oxide (ZnO) films with c-oriented were grown on fused quartz glass substrates at room temperature using dc reactive magnetron sputtering. The as-grown films were annealed at 700 degrees C in air and bombarded by ion beam, respectively. The effects of post-treatments on the structural and optical properties of the ZnO films were investigated by X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL), optical transmittance and absorption measurements. The XRD spectra indicate that the crystal quality of ZnO films has been improved by both the post-treatments. Compared with the as-grown sample, both annealed and bombarded samples exhibited blueshift in the UV emission peaks, and a strong green emission was found in the annealed ZnO film. In both optical transmittance and absorption spectra, a blueshift of the band-gap edge was observed in the bombarded film, while a redshift was observed in the annealed film. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Espectroscopias de fotoluminescência, excitação e fotoacústica de amostras MgGa2O4: Ni2+ e GaNbO4-GaNb11O29-Ga2O3: Cr3+

Esta tese apresenta as espectroscopias de fotoluminescência, excitação e fotoacústica de amostras MgGa2O4 dopadas com 0,1%, 0,5% e 1,0% de Ni2+, obtidas pelo método de estado sólido e duas amostras distintas GaNbO4-GaNb11O29-Ga2O3 dopadas com 1,0% de Cr3+, uma sintetizada por reação de estado sólido e a outra pelo método de acetato. As amostras foram identificadas por Difração de Raios X e os dados foram refinados pelo método de Rietveld. A morfologia das amostras foi observada por Microscopia Eletrônica de Varredura. Os espectros ópticos das amostras apresentaram bandas de absorção e emissão do visível ao infravermelho próximo. As transições de energia foram analisadas com base na teoria de campo cristalino e os parâmetros de energia foram obtidos a partir de espectros de absorção e das matrizes de Tanabe-Sugano.

Identificação da formação de titanato de bário a partir de mistura reacional calcinada em diferentes temperaturas via difração de raios X, espectroscopia fotoacústica e análise térmica

Os materiais ferroelétricos têm sido utilizados em muitas áreas da tecnologia e da ciência, pois possuem um grande número de aplicações, como: sensores; transdutores; capacitores; dispositivos ópticos; dentre outras. A busca por novos materiais cerâmicos ferroelétricos tem sido grande. Um dos materiais cerâmicos ferroelétricos mais estudados é o titanato de bário (BT). São vários os métodos de produção e caracterização do titanato de bário. Neste trabalho, pós cerâmicos de titanato de bário foram obtidos por reação do estado sólido a partir de misturas reacionais calcinadas em diferentes temperaturas entre 400C e 900C. Foram três as misturas reacionais: não dopadas; dopadas com 1%; e dopadas com 5% de dióxido de cério (CeO2). A identificação da formação do BT, nos pós cerâmicos produzidos, foi feita a partir de três técnicas de caracterização: difração de raios X (DRX); espectroscopia fotoacústica (PAS); e técnicas de análise térmica. Com a técnica DRX, difratogramas mostraram que a plena formação do titanato de bário ocorreu a partir da temperatura de calcinação de 700C. Para a amostra não dopada com cério e calcinada a 800C, houve deslocamento de todos os picos de difração. Nas amostras dopadas com dióxido de cério houve deslocamento de todos os picos de difração, em relação as amostras não dopadas. Observou-se também que nas amostras dopadas com 5% de CeO2, e calcinadas a 700C e 800C, resíduos de dióxido de cério foram observados nos difratogramas. Com a técnica PAS, espectros de absorção foram obtidos. Foi possível observar uma grande diferença de absorção da amostra calcinada a 600 e 630C, indicando a formação do titanato de bário a partir da temperatura de 630C, nas amostras sem a dopagem dióxido de cério. Houve um alargamento nas bandas de absorção a partir da temperatura de 600C, quando o dióxido de cério entrou na matriz. Foi também possível determinar as energias de band-gap das amostras utilizando o método de Tauc. Com as técnicas de análise térmica, em especial através da técnica termogravimétrica (TG/DTG), foi comprovado que até 400C não havia formação de titanato de bário. Visto que nesta temperatura de calcinação houve a maior perda de massa durante a rampa de aquecimento. O início da formação do titanato de bário foi observado a partir da temperatura de calcinação de 500C, assim como nas técnicas DRX e PAS. Portanto, com os resultados apresentados, foi demonstrada a identificação da formação do titanato de bário nas misturas reacionais calcinadas, com auxílio das potencialidades das três técnicas utilizadas.

Propriedades fotoluminescentes e higroscopia do composto SrAl2O4 dopado com íons de Ni2+

Amostras foram preparadas pelo método de difusão a partir dos reagentes químicos SrCO3, Al2O3 e NiO em proporções estequiométricas. Medidas por difração de raios X mostraram que as amostras possuem uma única fase: SrAl2O4. Neste trabalho apresentamos imagens de microscopia eletrônica de varredura das amostras SrAl2O4 dopadas com 0,1%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+, medidas de fotoluminescência, excitação da fotoluminescência da amostra SrAl2O4 dopada com 1,0% de íons de Ni2+, medidas de absorção fotoacústica das amostras SrAl2O4 dopadas com 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+. Estas medidas foram realizadas a temperatura ambiente para investigar as transições eletrônicas dos íons divalente de níquel que entraram substitucionalmente nos sítios de Sr2+ da rede do SrAl2O4. Os resultados ópticos mostram a existência de três centros emissores de Ni2+. De acordo com a literatura, a estrutura do SrAl2O4 é composta de dois sítios octaédrico distintos de íons de Sr2+, o Sr12+ e o Sr22+, cujas distâncias médias Sr1 O e Sr2 O são, respectivamente, 2,800 Ǻ e 2,744 Ǻ. Visto que os íons de Ni2+ tendem a substituir os íons de Sr2+, devido ao fato de possuírem a mesma valência, é necessário considerar que uma parte dos íons de Ni2+ ocuparam os sítios dos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 para justificar a existência de um terceiro centro emissor de Ni2+ nesse composto. Uma novo sítio octaédrico para os íons de Ni2+ foi estimado a partir do valor da aresta do sítio tetraédrico ocupado pelos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 (considerando o raio iônico do Ni2+ como aproximadamente 40% maior do que o raio iônico do Al3+). As transições eletrônicas presentes nos espectros de excitação e absorção fotoacústica permitiram determinar os parâmetros de campo cristalino (Dq) e Racah (B e C) para os três sítios diferentes ocupados pelos íons de Ni2+ no SrAl2O4. Neste caso, os resultados mostraram que o sítio II dos íons de Ni2+ é associado à posição do Sr1 e possuem um parâmetro Dq menor e que o parâmetro Dq associado aos íons de Ni2+ que substituíram os íons de Sr no sitio I, o qual, por sua vez é associado à posição do Sr2. E, por fim, o sítio III que possui o menor parâmetro de campo cristalino Dq, portanto a maior distância íon ligante, é identificado como aquele relacionado ao rearranjo octaédrico local das antigas posições de Al3+. O caráter higroscópico do SrAl2O4:Ni2+ é observado a partir dos espectros de absorção fotoacústica e os modos de vibração de estiramento das ligações Ni OH e O H são identificadas nos espectros.

Gas-phase production of gold-decorated silica nanoparticles.

Gold-decorated silica nanoparticles were synthesized in a two-step process in which silica nanoparticles were produced by chemical vapor synthesis using tetraethylorthosilicate (TEOS) and subsequently decorated using two different gas-phase evaporative techniques. Both evaporative processes resulted in gold decoration of the silica particles. This study compares the mechanisms of particle decoration for a production method in which the gas and particles remain cool to a method in which the entire aerosol is heated. Results of transmission electron microscopy and visible spectroscopy studies indicate that both methods produce particles with similar morphologies and nearly identical absorption spectra, with peak absorption at 500-550 nm. A study of the thermal stability of the particles using heated-TEM indicates that the gold decoration on the particle surface remains stable at temperatures below 900 °C, above which the gold decoration begins to both evaporate and coalesce.

Photosynthetic bacteria in the marine environment at Porto-Novo

Sediment and water samples were collected from mangrove and estuarine biotopes at fortnightly intervals. The physico-chemical characters of the overlying water were studied. In the mangrove biotope maximum temperature (31.5°C) and in the estuarine biotope maximum salinity (35.6‰) were recorded during the summer season, whereas in post-monsoon period the sulphate content was increased to 516 p.p.m. and the pH was reduced to 7.4. Invariably both in the enriched sediment and water samples four major peaks (at wavelengths 460, 705, 772 and 850 nm) and two minor peaks (at wavelengths 580 and 663 nm) of absorption spectra were noticed. A pure culture of Chromatium sp., isolated from mangroves sediment, showed three peaks of absorption spectra at wavelengths, 500, 580 and 850 nm. The effect of sodium chloride on the growth of Chromatium sp., was also studied and it was observed that maximum growth occurred in the range 1-3% sodium chloride concentration. This isolate was also capable of utilizing various sulphur and carbon compounds. Glycerol and glucose did not show any specific effect whereas pyruvate, malate and acetate increased the growth.

Structural and functional properties of the hemoglobin components from the Caspian Sea Acipenser persicus and Acipenser stellatus

Hemoglobin (Hb) variability is a commonly used index of phylogenetic differentiation and molecular adaptation in fish. In the current study, the structural and functional characteristics of Hbs from two Sturgeon species of the Southern Caspian Sea Basin were investigated. After extraction and separation of hemoglobin from whole blood , the polyacrylamide gel electrophoresis (SDSPAGE), native-PAGE and isoelectric focusing (IEF) were used to confirm Hb variability in these fishes. Ion-exchange on CM-cellulose chromatography was used for purification of the dominant Hbs from these fishes. The accuracy of the methods was confirmed by IEF and SDS-PAGE. Spectral studies using fluorescence spectrophotometery, circular dichroism spectropolarimetry (CD) analysis and UV–vis spectrophotometery. Oxygen affinities of these Hbs were compared using Hb-oxygen dissociation curves. Also, the dominant Hbs from these blood fishes were utilized for further experiments. The behavior of Hbs during the denaturation process by n-dodecyl trimethylammonium bromide (DTAB) is investigated by UV–vis spectrophotometer and circular dichroism spectropolarimetry. The thermal denaturation properties of the Hbs wereinvestigated by differential scanning calorimetry (DSC) and Hbs aggregation performed chemically in the presence of dithiotreitol (DTT) by UV–vis spectrophotometer and chemometric study. The results demonstrate a significant relationship between stability of fish hemoglobins and the ability of fish for entering to deeper depths. The UV–Vis absorption spectra identified species of hemoglobin and showed the concentration of oxyHb and metHb decreases and deoxyHb increases upon interaction with DTAB. Besides the UV–vis spectrophotometry, the interaction of DTAB with hemoglobins has been studied using circular dichroism spectropolarimetry analysis. This experiment was utilized to measure the unfolding mechanism and compared alpha-helix secondary structure under different conditions for Hbs. The results reveal that the Acipenser stellatus Hb in comparison with Acipenser persicus Hb has more stability and more structural compactness. Besides, the results confirm the hypothesis that there is a meaningful relation between average habitat depth, partial oxygen pressure, oxygen affinity, structural compactness of Hb, and its stability.

Light-matter interactions in atomic cladding wave guides

We experimentally demonstrate light-matter interactions on a chip, consisting of a silicon nitride wave-guide integrated with rubidium vapor cladding. The measured absorption spectra provide indications for low light nonlinear interactions. © 2012 OSA.