中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽省光子器件与材料重点实验室，安徽 230031
Yb3+掺杂晶体材料是重要的激光材料，在超短脉冲激光、大功率激光等领域有重要应用前景，但长期以来很难通过实验拟合确定Yb3+晶体场参数，尤其 是低对称体系，从头计算是解决此问题的重要途经。本文介绍了适合计算稀土离子掺杂晶体的从头计算DV-Xα方法和有效哈密顿量模型，用该方法计算了Yb3+ 掺杂M型和M’型钽铌酸盐的晶场参数和旋轨耦合参数，得到的能级结构和实验能很好地符合，并发现了Yb3+掺杂钽铌酸盐的晶场强度参数随稀土原子序数呈现 规律变化。表明结合DV-Xα计算和有效哈密顿量方法是计算Yb3+掺杂低对称钽铌酸盐晶体场的有效途径，结果显示Yb3+掺杂钽铌酸盐晶体有望成为新型全固态 激光工作物质。
DV-Xα方法 有效哈密顿量模型 稀土钽铌酸盐 晶体场参数 DV-Xα method effective Hamiltonian model rare-earth tantalite and niobate crystal-field parameter
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院研究生院,北京10049
3 中国科学技术大学物理系,安徽 合肥 230026
测试了Nd3+:GGG单晶在可见和近红外波段的吸收光谱，并分析指认了它的实验能级，通过从头计算的DV-Xα方法计算得到了它的晶体场参数和旋轨耦合参数。 用Nd3+:GGG在77 K和300 K的156个、88个实验能级，拟合了它的自由离子参数和晶体场参数，均方根误差(即拟合精度)σ分别为15.79 cm-1和 11.48 cm-1。结果表明晶体场参数的拟合结果和从头计算值符合的很好。最后比较了拟合得到的Nd3+:GGG和已报道Nd3+:YAG 的自由离子参数和晶体场参数。
晶体 DV-Xα方法 能级 晶体场参数 crystal Nd3+:GGG Nd3+:GGG DV-Xα method energy levels crystal-field parameters
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所激光光谱学开放实验室, 合肥 230031
2 上海计算机软件技术开发中心, 上海 200040
首次用DV-X_a方法计算了终端声子激光晶体MgF2:V2+的电子能级和振动结构,给出的晶场能级与实验值相当接近.使用晶格振动的“呼吸”模型,得到了基态4B1g和第一激发态4B2g的振动势能曲线.在简谐振动近似下,它们分别具有454 cm-1和460 cm-1的声子能量,与实验值399 cm-1符合很好.另外,还获得晶体振动的黄昆参数,激活能,和Franck—Condon交距等参数.计算了四种温度(0 K,2 K,77 K和300K)下的振动线形,并与2K的实验吸收谱作了比较.
能级 振动结构 DV-Xα方法
