研究了矿化剂对中低品位铝矾土对所制备铝酸钙粉的结构及其光谱性能的影响.以中低品位铝钒土和碳酸钙为主要原料,矿化剂CaF2为添加剂,三者经充分混合、高温煅烧和粉磨后,生产出的铝酸钙粉可直接用于制备聚合氯化铝、聚合硫酸铝、铝酸钠等水处理剂.通过调整原料中铝矾土和碳酸钙的质量比和矿化剂CaF2投加量的方法优化铝酸钙粉的制备工艺,采用红外光谱分析对铝酸钙粉和铝矾土进行表征,并对矿化剂的矿化机理进行研究.红外光谱分析结果表明:加入矿化剂CaF2,可促进铝矾土中硬水铝石、三水铝石和高岭石的分解转化,使碳酸钙的分解完全,使原料中的铝矾土与碳酸钙进行更加充分的反应,不仅有助于碳酸钙中的Ca与铝矾土中的Si结合,还有助于促进铝矾土中的Si—O,Si—O—Al及Al—Si键的断裂,使铝矾土中的Al充分溶出,从而提高Al2O3的溶出率;矿化剂CaF2的投加量(质量比)为3%时,可有效促进Al2O3的溶出;矿化剂CaF2的投加量为1.5%时,不足以起到充分的矿化作用;中低品位铝矾土较高品位铝矾土更易于烧结制备铝酸钙粉;在1 250 ℃下制备铝酸钙粉的最佳物料配比是:原料中铝矾土与碳酸钙的质量比为1∶0.6,矿化剂CaF2的投加量为3%。

用熔融淬冷法制备了系列不同组分和Tm3+/Yb3+掺杂浓度的GeGaSeCsI硫卤玻璃样品，测试了样品的拉曼光谱、折射率、吸收光谱、红外荧光光谱。研究了975nm激光泵浦下样品的1.23μm和1.8μm荧光特性。分析了Tm3+/Yb3+之间声子辅助的共振能量转移，结果表明两个离子间有效的能量转移途径为Yb3+∶2F5/2→Tm3+∶3H5。计算得到常温下Tm3+∶3H5→3F4和Tm3+∶3F4→3H6跃迁的多声子弛豫速率分别为303s-1和0.30s-1。

研究了矿化剂对制备铝酸钙粉的结构与性能的影响。 研究中以铝矾土和石灰石为原料, 加入一定量的矿化剂, 混合均匀, 经高温煅烧制得铝酸钙粉。 借助于红外光谱、 X射线粉末衍射、 差热-热重分析等手段对不同原料的铝酸钙粉的结构、 组成及性能进行了表征和研究, 并对矿化剂在合成铝酸钙中的矿化机理进行探讨。 研究表明： 加入矿化剂后, 可在更低温度条件下煅烧制备出铝酸钙粉, 有利于节能减排。 红外光谱分析、 XRD分析、 DTA-TG分析显示： 未加矿化剂煅烧时, 生成的产物主要是Ca3Al10O18, CaAl2Si2O8。 加入矿化剂后煅烧生成的产物主要是易浸出Al2O3的CaAl3BO7和Ca3Al10O18, 而不易浸出Al2O3的CaAl2Si2O8的含量大大降低。 同时显示, 加入矿化剂后, 原料中的方解石（CaCO3）分解更容易； CaCO3与铝矾土反应更充分； 更有利于促使铝矾土中的Al—Si键断裂, 将铝矾土中的Al释放出来； 并可降低铝酸钙的煅烧温度。 研究还显示： 加入矿化剂后, 可以改变原产物的晶体结构与成分, 有利于降低煅烧反应温度。

以噻吩甲酰三氟丙酮(2－thenoyltrifluoroacetone，TTFA)，六氟乙酰丙酮(hexafluoroacetylacetone，HFA)和甲基联苯甲酰(dibenzoylmethide，DBM)分别为配体合成了Eu³⁺的三种β－二酮类配合物Eu(TTFA)₃、Eu(HFA)₃和Eu(DBM)₃，以及掺杂这三种配合物的聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)，并用分光光度计对它们的荧光光谱特性进行了分析研究．结果表明，三种配合物中Eu(TTFA)₃荧光强度最强，并分析了其原因，发现能级匹配、配体取代基、配体结构对称性等均对配合物发光效率有重要的影响．通过比对，证明了TTFA是Eu³⁺发红色荧光的优良配体．进一步研究还发现，Eu(TTFA)₃掺杂PMMA中稀土离子的荧光强度和荧光寿命均随掺杂浓度(质量分数为0．08～0．5)的增加而增大．

研究了碲酸盐玻璃的拉曼光谱和红外光谱,分析了OH-对掺Er3+碲酸盐玻璃上转换发光的影响机制。实验结果表明,氧氟碲酸盐玻璃(TPF)的声子能量高于氧氯碲酸盐玻璃(TPC)的声子能量,但是Er3+掺杂TPF玻璃上转换发光强度也高于Er3+掺杂TPC玻璃。除水实验发现这种现象可归因于OH-的影响。随OH-浓度降低,Er3+的荧光寿命和上转换荧光都增加。在实验中,OH-对Er3+上转换发光的影响大于声子能量对Er3+上转换发光的影响,导致Er3+掺杂TPF玻璃上转换发光强度高于Er3+掺杂TPC玻璃的上转换发光。研究结果有助于进一步提高Er3+的发光效率。

用温度梯度法(TGT)生长了大尺寸的Nd:YAG激光晶体,测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布。比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别。根据热容激光的原理,利用生长的Nd:YAG激光晶体片设计了热容激光器,利用侧面抽运,获得了1200 W的激光输出,工作时间为2 s,光-光转换效率为30%。

本文合成了稀土离子(Sm³⁺)的三种β二酮类二元有机配合物Sm(HFA)3,Sm(TTA)3和Sm(DBM)3.对配体HFA,HTTA和DBM及配合物Sm(HFA)3,Sm(TTA)3和Sm(DBM)3的吸收光谱和荧光光谱进行了测试与分析.发现Sm(HFA)3和Sm(TTA)3在645 nm处(对应Sm3+的4G5/2→6H9/2跃迁)有很强的荧光峰,可以观察到明显的红色荧光.并且分析了配合物和配体的能级结构、配体的取代基、配体结构对称性以及C-H键含量对配合物光谱性能的影响,证明了HTTA是Sm³⁺发红色荧光的优良配体.

研究了Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Er3+的上转换发光机理,应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+在玻璃中的强度参数Ωt(t=2,4,6),自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。结果表明,在975 nm抽运光激发下,观察到强烈的绿光和微弱的红光;绿光和红光发射是由于双光子吸收过程,其上转换机理是能量转换(ET)和激发态吸收(ESA)。拉曼光谱分析表明,对于上转换发光,玻璃结构中的F-离子起到重要作用。

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+∶GGG)激光晶体,晶体的干涉条纹证明它有良好的光学均匀性,晶体(444)面的双晶摇摆曲线表明晶体的质量非常好。研究了室温下的吸收谱和发射谱性质。分析了Nd3+∶GGG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06 μm附近的荧光谱线之间的关系。Nd3+∶GGG激光晶体的吸收截面、发射截面、荧光寿命分别为4.32×10-20 cm2,2.3×10-19 cm2,240 μs。比较了Nd3+∶GGG和Nd3+∶YAG的物理参数,实验表明Nd3+∶GGG较Nd3+∶YAG有一系列的优点。