作者单位
摘要
1 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 云南国土资源职业学院, 云南 昆明 652501
产于加拿大的宝石级铬钙铝榴石(又称沙弗莱石), 常具有特殊的绿色团状色带, 其黑色或深绿色的核心往往被边缘的翠绿色色带包围, 形似“蛙卵”。 为了探究加拿大具“蛙卵”状色带沙弗莱石的宝石学性质以及谱学特征, 通过常规宝石学测试、 LA-ICP-MS、 紫外-可见-近红外光谱、 拉曼光谱对该区样品进行了系统研究, 旨在探明色带的颜色成因以及不同色区成分和谱学的变化。 化学成分分析表明, 加拿大沙弗莱石均以钙铝榴石成分为主(核部: Grossular>55.64 mol%; 边缘: Grossular>83.90 mol%), 但不同颜色区域的Cr2O3含量存在明显差异。 在色带中心的深色核心区域呈现较高的钙铬榴石成分(Uvarovite平均为21.49 mol%), 其中黑色的核心还具有较高的Ti含量(TiO2>1.9 Wt%)。 除此之外, 样品还均含少量的Fe以及微量的V, Mg和Mn。 紫外-可见-近红外光谱研究表明, Cr为主要的致绿色元素、 Fe为致黄色元素。 位于蓝紫区435 nm左右和红区603 nm左右的吸收带主要是由于Cr3+所致。 700 nm左右出现的双峰可作为区别V3+的Cr3+特征峰。 Fe3+在370 nm左右产生吸收峰, 同时对蓝紫区435 nm处的吸收带也有贡献, 1 220 nm处宽缓的吸收带是由Fe2+所致。 通过分析Fe2O3与Cr2O3+V2O3含量比值能够有效地区分不同绿色调的钙铝榴石。 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值小于或在1.61附近时, 常显示较为纯正的翠绿色色调; 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值在2.71附近时, 常显示黄绿色色调; 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值在4.38附近时, 常显示绿黄色色调。 拉曼光谱分析表示, 样品中黄绿色至翠绿色区域均显示出典型的钙铝榴石谱。 800~1 100 cm-1之间的拉曼峰主要是由[SiO4]四面体的伸缩振动引起的; 400~700 cm-1之间的拉曼峰主要是由[SiO4]四面体的弯曲振动引起的; 400 cm-1以下的拉曼峰主要是由晶格振动引起的。 通过样品不同色区的拉曼光谱与天然钙铬榴石拉曼光谱的对比表明, 从样品的边缘至黑色核心, 随着矿物结构中Cr3+含量的增加会导致拉曼峰位发生规律性的偏移。
铬钙铝榴石 沙弗莱石 色带 颜色成因 紫外-可见-近红外光谱 拉曼光谱 Cr-grossular Tsavorite Color zoning Color genesis UV-Vis-NIR spectrum Raman spectrum 
光谱学与光谱分析
2023, 43(2): 520
作者单位
摘要
1 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 云南国土资源职业学院, 云南 昆明 652501
尖晶石作为一种珍贵的宝石材料, 因其瑰丽的颜色外观和悠久的历史而广受称赞。 变色效应作为宝石学中一种常见的光学现象, 在变石, 蓝宝石, 尖晶石, 石榴石等宝石中都可以出现。 通常将宝石的变色效应归结为Cr离子和V离子所致, 但是目前有关变色尖晶石的报道较少, 缺乏致色元素和变色机理的研究。 本次研究对象是一颗具有变色效应的尖晶石(在D65光源下呈蓝色, 在A光源下呈蓝紫色), 和两颗不具有变色效应的蓝色尖晶石(两种光源下色调无明显变化)。 运用电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、 紫外可见光谱仪、 拉曼光谱仪、 光致发光光谱仪获取样品的成分和光谱信息。 LA-ICP-MS化学成分测试结果表明, 三颗尖晶石均为镁铝尖晶石, 主要化学成分为MgO和Al2O3, 并含有Fe, V, Cr, Co和Zn等微量元素, 在变色尖晶石中含有较多的Fe离子和微量的Co离子, 不含有Cr离子, 并且变色尖晶石与无变色效应的蓝色尖晶石中V离子含量相近。 变色尖晶石紫外可见吸收光谱具有位于387, 461, 478, 527, 559, 590, 627和668 nm处的吸收峰, 其中387, 461, 478和668 nm吸收峰与Fe离子有关。 559, 590和627 nm处的吸收峰是由Co离子d轨道电子自旋允许跃迁4A24T1(4P)并经自旋-轨道耦合作用分裂所致。 此外, 四面体配位中的Fe2+dd自旋禁阻跃迁5E(D)→3T1(H)同样在559 nm处产生吸收峰。 由Co离子和Fe离子共同作用, 在559 nm附近产生的吸收宽带是尖晶石产生变色效应的主要原因。 拉曼光谱测试结果显示变色尖晶石与其他两颗蓝色尖晶石无差异, 可见311, 405, 663和765 cm-1四个特征拉曼位移峰, 依次对应F2g(1), Eg, F2g(3)和A1g振动。 光致发光光谱(PL)测试发现变色尖晶石中处于Td对称位置的Co2+4T1(P)能级会分裂成为三个子能级, 电子由三个4T1(P)激发态的子能级回落到4A2(F)基态而产生位于686, 650和645 nm处的发光峰。 变色尖晶石中Co离子含量很低, 并且Fe离子含量较高, 受到Fe离子荧光猝灭作用, 样品无红色发光现象。
尖晶石 变色效应 紫外-可见光光谱 拉曼光谱 PL光谱 Spinel Alexandite effect LA-ICP-MS UV-Vis spectrurm Raman spectrum PL spectrum LA-ICP-MS 
光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3541
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学量子信息交叉中心,湖南 长沙 410073
核磁共振陀螺中内嵌磁力仪性能的优化对提高陀螺的灵敏度具有重要意义,其中探测光频率的选取十分重要。为了研究探测光频率对内嵌磁力仪的影响,建立了探测光频率与磁力仪信号关系的理论模型,得到了探测光频率对磁力仪信号影响的优化策略。仿真分析和实验结果表明,在合适的气室温度(120 ℃)条件下选择约-17 GHz的探测光D1线频率失谐量,可使信号强度相对于极小值优化约三个量级。通过引入超精细结构修正,解释了实验D1线正负频响应不对称以及中心频率附近局部极值的现象,证明了理论模型的可靠性。研究结果为探测光最优频率的选取提供了指导。
量子光学 核磁共振陀螺 内嵌磁力仪 法拉第磁致旋光效应 探测光频率 
中国激光
2022, 49(21): 2112001
作者单位
摘要
南京邮电大学 电子与光学工程学院, 微电子院, 江苏 南京 210023
宽带荧光转换发光二极管(LED)用荧光玻璃具有良好的热稳定性和光学性质, 可以避免传统的有机树脂封装荧光粉方案中存在的热稳定性差和重吸收问题, 提高LED的使用寿命和发光效率。本文采用熔融淬冷法制备了一种连续可调宽光谱的Ce3+/Mn2+共掺氟硅酸盐玻璃, 并对其发光性能进行了研究。为了探究Ce3+/Mn2+之间的能量传递, 分别制备了掺Ce3+、掺Mn2+氟硅酸盐玻璃作为比对。结果表明, 在紫外光激发下, 可以观察到Ce3+对Mn2+发光的敏化现象, 分别由掺Ce3+荧光玻璃的蓝光发射和掺Mn2+荧光玻璃的黄色发射, 拓展为Ce3+/Mn2+共掺荧光玻璃的白光宽光谱发射, 范围为380~780 nm; 对比掺Mn2+的荧光玻璃, Ce3+/Mn2+共掺荧光玻璃中Mn2+的发光强度提升了3倍; 随着Mn2+浓度从0.8%增加到2.0%, Ce3+向Mn2+的能量传递效率从12.5%提升至24.2%。此外, 通过调节紫外激发波长(353~369 nm), 实现了从蓝光到红光区域的连续可调宽带发射。这种新型Ce3+/Mn2+共掺玻璃有望替代目前常规的多组分荧光粉LED光源应用于分光光度计、荧光光谱仪等光学领域。
荧光玻璃 Ce3+/Mn2+共掺 宽光谱 能量传递 fluorescent glasses Ce3+/Mn2+ co-doped broad spectrum energy transfer 
发光学报
2021, 42(9): 1412
牛森 1,2高翔 1,2刘璐 1,2袁渊 1,2[ ... ]杨书宁 1,2
作者单位
摘要
1 微光夜视技术重点实验室,陕西 西安 710065
2 北方夜视科技集团有限公司,云南 昆明 650223
为了探究Cs、O 激活电流对透射式GaAsP 光阴极光谱响应特性的影响,通过光谱响应测试仪测试不同Cs、O 电流激活后的透射式GaAsP 光阴极光谱响应曲线,结果表明,随着铯氧蒸发电流比的减小,GaAsP 光阴极光谱曲线的形状会发生一定的改变,长波响应能力逐渐降低、短波响应能力逐渐提高。利用双偶极层模型理论,分析认为铯氧蒸发电流比的改变影响了GaAsP 光阴极表面势垒的形状,使得不同激发能量的光电子通过隧道效应穿越表面势垒宽度发生变化,从而影响GaAsP光阴极光谱响应特性。根据此现象对进一步提高GaAsP 光阴极在530 nm 特征波长的量子效率具有积极的意义。
GaAsP 光阴极 铯氧蒸发电流比 光谱响应特性 GaAsP photocathode the ratio of cesium and oxygen evaporation current spectral response characteristic 
红外技术
2018, 40(2): 189
李丹 1,2朱宇峰 1,2赵慧民 3张妮 1,2[ ... ]陈畅 1,2
作者单位
摘要
1 微光夜视技术重点实验室,陕西 西安 710065
2 昆明物理研究所,云南 昆明 650223
3 北方夜视技术股份有限公司南京分公司,江苏南京 210006
微通道板(简称MCP)是决定像增强器信噪比的关重件,MCP 的噪声因子是对MCP 噪声特性进行评价研究的主要参数。通过对不同材料、不同腐蚀工艺、不同烧氢工艺制备的MCP 以及不同工作条件下MCP 的噪声因子进行测试分析,研究不同制备工艺、不同工作条件下MCP 的噪声特性,最终得出了最优噪声性能的MCP 制备工艺和工作条件,结果表明采用B 材料,采用混合类腐蚀液腐蚀工艺,尽可能长的烧氢时间,可获得较低噪声因子的MCP,同时适当增加入射电子能量和微通道板工作电压以改善通道板噪声特性,提高像管成像质量,这些研究成果为进一步降低MCP 噪声因子提供了理论和工艺指导。
微通道板 噪声因子 MCP 工作条件 micro-channel plate (MCP) noise factor MCP preparation process of MCP working conditions of MCP 
红外技术
2017, 39(11): 1066
张妮 1,2朱宇峰 1,2李丹 1,2张太民 1,2[ ... ]陈畅 1,2
作者单位
摘要
1 微光夜视技术重点实验室,陕西 西安710065
2 北方夜视科技集团有限公司, 云南 昆明650223
带防离子反馈膜的微通道板(micro-channel plate, MCP)是负电子亲和势光电阴极微光像增强器的关键部件之一, 其工作状态对负电子亲和势光电阴极微光像增强器的性能有严重影响, 通过对无膜MCP及镀有不同厚度防离子反馈膜的MCP在不同阴极电压下、不同MCP电压下增益的测试与分析, 最终确定出防离子反馈MCP的最佳工作电压: ①对于负电子亲和势光电阴极像增强器用无膜MCP, 其最佳工作电压为: 当阴极电压大于一定值Vc1时, MCP增益几乎不变, 说明此时的阴极电压Vc1为无膜MCP的最佳工作电压; 当MCP电压为某一特定值Vm1(阴极电压为大于Vc1的任一值)值时, MCP出现增益, 但增益值很低, 当MCP电压大于(Vm1+100V)值时, MCP增益较大(大于20 000), 可认为板压为(Vm1+100V)值为无膜MCP最佳工作板压; ②对于同种材料的带膜MCP, 其最佳工作电压为阴极电压Vc=无膜MCP的最佳阴极电压Vc1与防离子反馈膜的阈值电压的代数和, MCP电压为Vm>(Vm1+100V), 具体值应根据防离子反馈MCP增益值的线性工作区来确定。该文的研究对防离子反馈MCP的最佳工作电压的确定及对负电子亲和势光电阴极像增强器性能的提高具有重要的意义。
最佳工作电压 防离子反馈MCP MCP电压 阴极电压 best working voltage micro-channel plate (MCP) with ion barrier film MCP voltage cathode voltage 
应用光学
2017, 38(3): 480

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