强激光与粒子束
2022, 34(10): 104006
1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室，安徽 合肥 230029
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
3 中国科学院 上海硅酸盐研究所，上海 200050
4 中国科学院 上海高等研究院，上海 201204
第4代同步辐射光源及自由电子激光装置中束线光学系统对光学元件性能提出了苛刻的要求。使用压电变形镜是实现超高面形精度调控和实施波前补偿的有效途径，也是目前亟需突破的国产化技术瓶颈。针对这一问题，研制了长度为200 mm、含36个单元压电促动器的压电变形镜。通过数值模拟优化了变形镜结构参数，利用国产工艺完成了变形镜样机的制作，并对其面形调控能力进行初步探究。测试结果表明：所研制变形镜样机的平面面形误差可降低至1.38 nm (rms)，斜率误差降低至240 nrad (rms)，实现了平面面形的nm级调控。
压电变形镜 面形误差 同步辐射 自适应光学 bimorph mirror surface profile error synchrotron radiation adaptive optics
1 包头稀土研究院, 内蒙古 包头014010
2 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥230029
通过高温固相反应合成YVO4∶xTm(x=0.001,0.003,0.005,0.007,0.01,0.03,0.05)蓝色系列粉末状发光材料。经X射线衍射分析产物为单相, 属四方锆英石结构, 其结果与JCPDS标准卡(72-0861)相符。检测了材料的真空紫外激发光谱和发射光谱。YVO4∶xTm的真空紫外激发光谱在120~350 nm范围内为连续的带状峰, 在155 nm和333 nm附近有明显的峰值。在155 nm激发下, YVO4∶xTm的发射光谱由两部分组成, 其中主发射峰在474 nm附近呈一尖锐的线状, 来自Tm3+的1G4→3H6跃迁; 在650 nm左右有一弱发射峰, 来自Tm3+的1G4→3H4跃迁。另外, 还有一较弱的带状发射, 中心位于540 nm左右, 来自样品的VO3-4离子的宽带发射。随着Tm3+摩尔分数x由0.001增加到0.005, Tm3+发射光谱强度逐渐增加到最大值。之后随着x继续增加, 发射光谱强度逐渐下降, 呈现明显的浓度猝灭现象。通过对YVO4∶xTm的光谱分析及其发光机理进行推导, 认为YVO4∶Tm3+在紫外及真空紫外激发下, 是一种具有较高发光效率以及色纯度较好的蓝色发光材料。
蓝光发射 真空紫外 blue emitting YVO4∶Tm3+ YVO4∶Tm3+ vacuum ultraviolet
1 中山大学 生物无机与合成化学教育部重点实验室, 光电材料及应用国家重点实验室, 化学与化学工程学院, 广东 广州510275
2 韩山师范学院 化学系, 广东 潮州521041
3 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥230026
利用XRD、VUV及UV光谱等方法对Ce3+、Tb3+离子掺杂以及Ce3+、Tb3+离子共掺的3种BaCa2(BO3)2荧光粉的相纯度、发光性质、浓度猝灭现象进行研究。结果表明: 3种荧光粉在VUV波段有较好的吸收, 基质吸收带位于140～190 nm范围。Ce3+在BaCa2(BO3)2的最低4f5d跃迁带位置在360 nm附近, 其5d→2FJ(J=5/2, 7/2)发射峰分别位于393, 424 nm。Tb3+掺杂的样品在172 nm激发下的发射光谱由4个窄带组成, 分别对应5D4→7FJ(J=3, 4, 5, 6)的跃迁, 其中占主导位置的是5D4→7F5的跃迁, 大约位于543 nm处, 主要为绿光发射。在Ce3+, Tb3+离子共掺杂的BaCa2(BO3)2光谱中, 观察到Ce3+-Tb3+离子间有能量传递。
荧光粉 真空紫外 luminescence vacuum-ultraviolet Ce3+ Ce3+ Tb3+ Tb3+ BaCa2(BO3)2 BaCa2(BO3)2
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室，合肥 230029
光栅是单色仪的核心器件，光栅的像差校正能力对单色仪性能有着决定性作用.本文研究了基于光线追迹点列图数值分析的遗传算法实现，建立了针对全息光栅成像质量的评价函数，并利用遗传算法实现了全息光栅的优化设计.结果表明，利用遗传算法可以简化求解过程,降低最优参量的误差,并克服局部极值的问题，明显优于阻尼最小二乘法.
全息光栅 点列图 遗传算法 优化设计 Concave holographic grating Spot diagrams Genetic algorithm Optimization design
1 韩山师范学院化学系, 广东 潮州521041
2 中山大学生物无机与合成化学教育部重点实验室, 光电材料及应用国家重点实验室, 化学与化学工程学院, 广东 广州510275
3 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥230026
采用高温固相反应法合成了Tb3+激活的Sr2Mg(BO3)2荧光粉。 利用XRD表征荧光粉的相纯度。 研究了材料在VUV-UV范围的激发光谱和在VUV-UV光激发下的发射光谱及荧光衰减曲线。 结果显示: Sr2Mg(BO3)2∶Tb3+荧光粉的基质吸收带主峰位置大约位于178 nm, Tb3+的最低自旋允许和最低自旋禁阻f—d跃迁吸收带分别位于235和278 nm, 172 nm激发下荧光粉的最强发射光谱主峰在543 nm, 色坐标为(0.30, 0.45), Tb3+的荧光寿命值约为2.8 ms。
发光 真空紫外 Luminescence Vacuum-Ultraviolet Tb3+ Tb3+ Sr2Mg(BO3)2 Sr2Mg(BO3)2 光谱学与光谱分析
2011, 31(7): 1743
1 内蒙古科技大学化学与化工学院, 内蒙古 包头014010
2 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京100083
3 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥230029
4 西南科技大学材料科学与工程学院, 四川 绵阳621000
采用高温固相法制备了一系列Gd2Ba3B3O12∶Tb3+绿色荧光粉, 借助X射线粉末衍射仪(XRD)、 真空紫外光谱和荧光光谱仪(VUV-UV)对样品的物相、 发光性能进行了表征。 结果表明, Tb3+作为发光中心全部进入到基质Gd2Ba3B3O12的晶格中并占据Gd3+的位置。 样品Gd2Ba3B3O12∶Tb3+的VUV-UV激发光谱主要由160～200 nm和200～250 nm的宽峰以及260～280 nm和300～320 nm的锐利峰组成。 宽峰是由于基质吸收和Tb3+的f—d的跃迁形成的, 锐利峰是由于Tb3+和Gd3+的f—f特征跃迁形成。 样品Gd2Ba3B3O12∶ Tb3+的最强发射峰位于543 nm, 对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁。 在172 nm激发下, 样品Gd1.85Tb0.15Ba3B3O12的发光强度最强, 其色坐标为(0.313 6, 0.484 3), 衰减时间为2.98 ms, 可作为绿色荧光粉应用于等离子体显示器(PDP)领域。
绿色荧光粉 Green emitting phosphor VUV-UV VUV-UV Gd2Ba3B3O12∶Tb3+ Gd2Ba3B3O12∶Tb3+ PDP PDP
1 中山大学 化学与化学工程学院 光电材料与技术国家重点实验室 生物无机与合成化学教育部重点实验室, 广东 广州510275
2 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥230026
利用高温固相反应方法合成了Ce3+离子激活的氟磷酸盐基质发光材料Na2Gd0.99Ce0.01PO4F2和多磷酸盐基质发光材料MGd0.99Ce0.01(PO3)4(M=Na,K,Cs)。通过光谱研究发现，在Na2Gd0.99Ce0.01PO4F2的真空紫外-紫外(VUV-UV)激发光谱上，可以看到Ce3+离子中心波长分别在316，266，235，216，206 nm等处的5个f→d跃迁激发带, 其5d→2FJ(J=5/2,7/2)发射峰分别位于350，375 nm, 由此推测Ce3+离子在该氟磷酸盐基质晶格中可能只占据一个格位。研究了Ce3+离子激活多磷酸盐样品MGd0.99Ce0.01(PO3)4 (M=Na, K, Cs)在紫外光和X射线激发下的发光性质，发现该系列多磷酸盐样品在X射线激发下有较高的光产额，有可能被发展成为一类性能优良的闪烁体发光材料。
氟磷酸盐 多磷酸盐 发光 Ce3+ Ce3+ fluorophosphate polyphosphate luminescence
1 稀土冶金及功能材料国家工程研究中心， 内蒙古 包头014030
2 包头稀土研究院， 内蒙古 包头014030
3 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室， 安徽 合肥230029
采用高温固相方法合成了YVO4 ·xTiO2∶Eu3+(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)粉末状发光材料，经X射线衍射分析结构发现材料为两相共存。一相为YVO4，属四方锆英石结构；另一相为Y2Ti2O7，属立方烧绿石结构。研究了YVO4 ·xTiO2∶Eu3+在UV及VUV激发下的光谱性质，讨论了Ti 的掺杂对材料发光性能的影响，发现适量的Ti的掺入可以提高材料基质对UV及VUV的吸收。在UV及VUV激发下，YVO4·xTiO2∶Eu3+荧光粉的发射光谱主峰在616 nm和619 nm，证明Eu3+占据了晶格中非反演对称中心的位置。在YVO4 ·xTiO2∶Eu3+的激发光谱中，有一中心位于155 nm的吸收带，它属于基质的吸收带。
红色发光 red-lighting PDP PDP VUV VUV
1 中国科学技术大学,精密机械与精密仪器系,安徽,合肥,230027
2 中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽,合肥,230029
在同步辐射应用中,光学元件被污染是一个常见问题,而光学元件的污染会造成光通量的极大损失.为了有效地清洗光学元件,研究了清洗过程中的光化学反应,进行了氧气在同步辐射光作用下分解的实验.通过对实验中产生的气体成份分析,进行光化学反应研究.首先,测量通氧气时的气体成份;然后,测量通氧气和同步辐射光照时的气体成份.通过两者比较,分析氧气分解的情况.实验结果表明,氧分子在同步辐射光作用下发生分解,产生质量数为16的氧原子、氧离子和质量数为48的臭氧,它们的成份分别占1%和0.005%～0.01%.
同步辐射 活化氧 氧原子 臭氧 synchrotron radiation activated oxygen oxygen atom ozone 光学 精密工程
2007, 15(12): 1921
