Intense frequency upconversion luminescence in Yb3+/Tm3+-codoped oxychloride germanate glasses

Yb3+/Tm3+-codoped oxychloride germanate glasses for developing potential upconversion lasers have been fabricated and characterized. Structural properties were obtained based on the Raman spectra analysis, indicating that PbCl2 plays an important role in the formation of glass network and has an important influence on the maximum phonon energies of host glasses. Intense blue and weak red emissions centered at 477 and 650 nm, corresponding to the transitions (1)G(4) -> H-3(6) and (1)G(4) -> H-3(4), respectively, were observed at room temperature. With increasing PbCl2 content, the intensity of blue (477 nm) emission increases significantly, while the red (650 nm) emission increases slowly. The results indicate that PbCl2 has more influence on the blue emissions than the red emission in oxychloride germanate glasses. The possible upconversion mechanisms are discussed and estimated. Intense blue upconversion luminescence indicates that these oxychloride germanate glasses can be used as potential host material for upconversion lasers. C (c) 2005 Springer Science + Business Media, Inc.

Effect of PbCl2 addition on structure, OH- content, and upconversion luminescence in Yb3+/Er3+-codoped germanate glasses

Yb3+/ Er3+-codoped oxychloride germanate glasses have been synthesized by a conventional melting and quenching method. Structural properties were obtained based on Raman-spectra investigation, indicating that PbCl2 plays an important role in the formation of the glass network and has an important influence on the phonon density and the maximum phonon energy. The Judd - Ofelt intensity parameters and quantum efficiencies were calculated based on the Judd - Ofelt theory and lifetime measurements. The enhanced upconversion luminescence intensity of Er3+ with increasing PbCl2 content could not be explained only by the maximum phonon-energy change of the host glasses. For the first time, the effect of PbCl2 addition on phonon density, OH- content, and upconversion luminescence in oxychloride glasses has been discussed and evaluated. The results show that the effect of phonon density and OH- content on upconversion luminescence in oxychloride glasses is much stronger than that of the decrease of the maximum phonon energy. The possible upconversion luminescence mechanisms have also been estimated and are discussed.

低损耗TiO2/Ormosil平面波导的制备及表征

abstract = {TiO₂/ormosil planar waveguide was prepared by sol-gel method at low thermal treatment temperature ( less than or equal 200°C). Scanning electron microscope, FT-IR spectrometer, spectrophotometer, atomic force microscopy, thermal analyzer, and dark m-line spectroscopy were used with the method of scattering-detection to investigate optical and structural properties. High optical quality waveguide film was obtained. The propagation loss of film was 0.569 dB/cm at a wavelength of 632.8 nm.

Identificação de danos estruturais utilizando técnicas de otimização.

Sistemas estruturais em suas variadas aplicações incluindo-se veículos espaciais, automóveis e estruturas de engenharia civil tais como prédios, pontes e plataformas off-shore, acumulam dano durante suas vidas úteis. Em muitas situações, tal dano pode não ser visualmente observado. Do ponto de vista da segurança e da performance da estrutura, é desejável monitorar esta possível ocorrência, localizá-la e quantificá-la. Métodos de identificação de sistemas, que em geral, são classificados numa categoria de Técnicas de Avaliação Não-Destrutivas, podem ser utilizados para esta finalidade. Usando dados experimentais tais como frequências naturais, modos de vibração e deslocamentos estáticos, e um modelo analítico estrutural, parâmetros da estrutura podem ser identificados. As propriedades estruturais do modelo analítico são modificadas de modo a minimizar a diferença entre os dados obtidos por aquele modelo e a resposta medida. Isto pode ser definido como um problema inverso onde os parâmetros da estrutura são identificados. O problema inverso, descrito acima, foi resolvido usando métodos globais de otimização devido à provável presença de inúmeros mínimos locais e a não convexidade do espaço de projeto. Neste trabalho o método da Evolução Diferencial (Differential Evolution, DE) foi utilizado como ferramenta principal de otimização. Trata-se de uma meta-heurística inspirada numa população de soluções sucessivamente atualizada por operações aritméticas como mutações, recombinações e critérios de seleção dos melhores indivíduos até que um critério de convergência seja alcançado. O método da Evolução Diferencial foi desenvolvido como uma heurística para minimizar funções não diferenciáveis e foi aplicado a estruturas planas de treliças com diferentes níveis de danos.

Influences of CO2 laser irradiation on the structure and photoluminescence of zinc oxide thin films

CO2 laser irradiation experiments on ZnO thin films are reported. The structural, optical, luminescent and vibrational properties of the samples were investigated by X-ray diffraction (XRD), transmittance, photoluminescence (PL) and Raman measurements. XRD results show that the crystalline of the irradiated films was improved. The (002) peaks of irradiated ZnO films shift to. higher 20 angles due to the stress relaxation in the case of laser beam irradiation. From optical transmittance spectra, all films exhibit high transmittance in the visible range, the optical band edge of irradiated films showed a redshift compared with that of as-grown films. Compared with the as-grown films, the photoluminescence emission (in particular the relative intensities of visible emissions) intensities of irradiated samples enhanced. In the Raman scattering spectral both the A I. and E modes exhibited slight Raman blueshift. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

HfO2薄膜的结构对抗激光损伤阈值的影响

利用蒸发氧化铪和离子辅助蒸发金属铪反应沉积氧化铪薄膜，对两种工艺下制备的氧化铪薄膜进行光学和结构以及激光损伤特性的研究，实验结果表明，用金属铪反应沉积的氧化铪薄膜不仅结构均匀，并且具有较高的激光损伤阈值．文章对损伤阈值和薄膜的结构及光学特性之间的关系进行了讨论。

薄膜材料对TiO2基薄膜激光损伤阈值的影响

abstract {The optical property, structure, surface properties (roughness and defect density) and laser-induced damage threshold (LIDT) of TiO₂ films deposited by electronic beam (EB) evaporation of TiO₂ (rutile), TiO₂ (anatase) and TiO₂ + Ta₂O₅ composite materials are comparatively studied. All films show the polycrystalline anatase TiO₂ structure. The loose sintering state and phase transformation during evaporating TiO₂ anatase slice lead to the high surface defect density, roughness and extinction coefficient, and low LIDT of films. The TiO₂ + Ta₂O₅ composite films have the lowest extinction coefficient and the highest LIDT among all samples investigated. Guidance of selecting materials for high LIDT laser mirrors is given.}

离子束辅助反应制备的氧化铪薄膜特性

采用电子束直接蒸发氧化铪、无辅助电子束反应蒸发和离子束辅助反应蒸发金属铪3种沉积方式制备了单层HfO2薄膜,对样品的光学性能、结构特性以及激光损伤特性进行了研究。实验结果表明:通过反应沉积的方法可以有效减少缺陷产生并改善均匀性,施加离子辅助可以提高薄膜的折射率,在一定条件下还可以有效地降低吸收,但激光损伤阈值仍未达到直接采用氧化铪制备的水平;晶体结构方面,离子辅助条件下可以获得单斜相氧化铪薄膜,并且随着轰击能量的提高由(002)面的择优取向向(-111)面转变。

Estudo da desativação hidrotérmica de catalisadores automotivos comerciais

O vapor dágua está presente na exaustão veicular em quantidades significativas e, nas condições de operação do catalisador automotivo, essa espécie pode promover uma série de fenômenos térmicos que podem reduzir a vida útil do sistema. Dentro desse contexto, essa dissertação tem como objetivo estudar os efeitos da desativação hidrotérmica nas propriedades físico-químicas e estruturais, e no desempenho de três catalisadores automotivos comerciais à base de Pd/Rh, designados A, C e E. Esses sistemas foram submetidos a tratamento térmico a 1000C por 12 horas, sob três tipos de correntes gasosas, com a seguinte composição: N2, 14% H2O/N2 e 18% H2O/N2. A caracterização dos catalisadores consistiu das seguintes técnicas: FRX, ICP-OES, ATG-ATD, fisissorção de N2, TPD-H2 e TPR. A partir dos resultados obtidos para as amostras envelhecidas, foram constatados vários fenômenos característicos da degradação térmica, como sinterização da alumina e do óxido misto CeO2-ZrO2, transições de fases cristalina na alumina e segregação de fases no óxido misto. A avaliação da atividade catalítica foi realizada com base na reação de redução do NO pelo CO, e nas reações de oxidação do CO e do C3H8. Para os catalisadores C e E, os envelhecimentos acarretaram em perda de atividade, e os resultados da avaliação catalítica apresentaram uma boa correlação com as propriedades texturais e a redutibilidade desses catalisadores. Em contrapartida, para o catalisador A, os tratamentos térmicos o ativaram para todas as reações. Apesar de os três sistemas terem apresentado boa atividade frente à redução do NO pelo CO, foi observada, para todas as amostras, a formação indesejável de N2O em quantidades significativas, indicando que eles foram pouco seletivos na faixa de temperatura analisada

Caracterização óptica e estrutural de materiais isolantes dopados com metais de transição do grupo do ferro

O objetivo deste trabalho foi a investigação das propriedades ópticas e estruturais de materiais isolantes contendo metais de transição do grupo do ferro como impurezas substitucionais. As técnicas usadas para o estudo de amostras MgGa2O4, MgGa2O4 + B- Ga2O3 e ZnGa2O4 dopadas com Cr3+e Fe3+ foram: fotoluminescência, excitação, difração de raios-X, espalhamento de nêutrons, método de Rietveld para o refinamento da estrutura e espectroscopia fotoacústica. Estas técnicas permitem a determinação da coordenação do sítio impureza, a atribuição das transições de energia, o cálculo dos parâmetros de energia e a determinação de propriedades cristalográficas. As amostras apresentam largas bandas de energia nas regiões do visível e do infravermelho. Estas transições indicam a relevância deste estudo pelo interesse tecnológico na obtenção de novos materais com bandas sintonizáveis. No primeiro capítulo apresentamos uma introdução à teoria de campo cristalino. No segundo capítulo apresentamos medidas de fotoluminescência e excitação do MgGa2O4 dopado com 0,1, 0,5, 1,0 e 5,0 % de Cr3+ a 77 K e temperatura ambiente. No terceiro capítulo usamos fotoluminescência, excitação, espalhamento de nêutrons, difração de raios X, fotoacústica e método de refino de Rietveld para analisar o sistema MgGa2O4 + B-Ga2O3 contendo 0,1, 0,5, 1,0 e 5,0 % de Cr3+. No quarto capítulo mostramos resultados de fotoacústica para o ZnGa2O4 dopado com 5% e 10% de Fe3+.

Functional programming based CACSD environment

An engineering design environment should allow users to design complex engineering systems, to manage and coordinate the designs as they proceed, and to develop and modify the software tools used for designs. These requirements call for a programming environment with an integrated set of software tools of different functionalities. The required functionalities are mainly: the provision of design algorithms based on suitable numeric software, appropriate data structures for the application area, a user-friendly interface, and the provision of a design database for the long term management of the designs generated. The provision of such an integrated design environment in a functional programming environment with particular emphasis on the provision of appropriate control-theoretic data structures and data model is described. Object-orientation is used to model entities in the application domain, which are represented by persistent objects in the database. Structural properties, relationships and operations on entities are modelled through objects and functions classified into strict types with inheritance semantics and a recursive structure.

Gaussian Process Regression Networks

We introduce a new regression framework, Gaussian process regression networks (GPRN), which combines the structural properties of Bayesian neural networks with the non-parametric flexibility of Gaussian processes. This model accommodates input dependent signal and noise correlations between multiple response variables, input dependent length-scales and amplitudes, and heavy-tailed predictive distributions. We derive both efficient Markov chain Monte Carlo and variational Bayes inference procedures for this model. We apply GPRN as a multiple output regression and multivariate volatility model, demonstrating substantially improved performance over eight popular multiple output (multi-task) Gaussian process models and three multivariate volatility models on benchmark datasets, including a 1000 dimensional gene expression dataset.

Microstructural evolution of SiOx films and its effect on the luminescence of Si nanoclusters

In this paper we demonstrate that the structural and optical properties of Si nanoclusters (Si ncs) formed by thermal annealing of SiOx films prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and magnetron sputtering are very different. In fact, at a fixed Si excess and annealing temperature, photoluminescence (PL) spectra of sputtered samples are redshifted with respect to PECVD samples, denoting a larger Si ncs size. In addition, PL intensity reaches a maximum in sputtered films at annealing temperatures much lower than those needed in PECVD films. These data are correlated with structural properties obtained by energy filtered transmission electron microscopy and electron energy loss spectroscopy. It is shown that in PECVD films only around 30% of the Si excess agglomerates in clusters while an almost complete agglomeration occurs in sputtered films. These data are explained on the basis of the different initial structural properties of the as-deposited films that become crucial for the subsequent evolution. © 2008 American Institute of Physics.

Constructive Nonlinear Control

In this book several streams of nonlinear control theory are merged and di- rected towards a constructive solution of the feedback stabilization problem. Analytic, geometric and asymptotic concepts are assembled as design tools for a wide variety of nonlinear phenomena and structures. Di®erential-geometric concepts reveal important structural properties of nonlinear systems, but al- low no margin for modeling errors. To overcome this de¯ciency, we combine them with analytic concepts of passivity, optimality and Lyapunov stability. In this way geometry serves as a guide for construction of design procedures, while analysis provides robustness tools which geometry lacks.

III-V nanowires for optoelectronics

The optical and structural properties of binary and ternary III-V nanowires including GaAs, InP, In(Ga)As, Al(Ga)As, and GaAs(Sb) nanowires by metal-organic chemical vapour deposition are investigated, Au colloidal nanoparticles are employed to catalyze nanowire growth. Zinc blende or wurtzite crystal structures with some stacking faults are observed for these nanowires by high resolution transmission electron microscope. In addition, the properties of heterostructure nanowires including GaAs-AlGaAs core-shell nanowires, GaAs-InAs nanowires, and GaAs-GaSb nanowires are reported. Single nanowire luminescence properties from optically bright InP nanowires are reported. Interesting phenomena such as two-temperature procedure, nanowire height enhancement of isolated ternary InGaAs nanowires, kinking effect of InAs-GaAs heterostructure nanowires, and unusual growth property of GaAs-GaSb heterostructure nanowires are investigated. These nanowires will play an essential role in future optoelectronic devices.