GdTaO4和LuTaO4是具有快发光衰减的新型重闪烁体。采用全谱拟合方法拟合了808 nm 激光二极管(LD)激发的M相Nd∶GdTaO4和M′相Nd∶LuTaO4的光致发光谱, 给出了它们的跃迁强度参数Akt,p。在808 nm 激光激发下, GdTaO4中Nd3+离子4F3/2能级的上下两个晶场子能级的粒子布居数比例接近1, 而在Nd∶LuTaO4中则为1.30、1.41, 表明在808 nm激光激发下, Nd3+的4F3/2两个晶场子能级间的无辐射弛豫速率与激发速率相近。通过给出的跃迁强度参数Akt, p计算了Judd-Ofelt跃迁强度参数Ωt, 计算了Nd3+在GdTaO4、LuTaO4中的2P3/2跃迁几率, 表明GdTaO4和LuTaO4中Nd3+的数百纳秒发光跃迁是由高的无辐射跃迁几率导致的快发光衰减。

能级跃迁的选择定则可用于判别含稀土离子的发光材料中的光吸收、能量传递和发光及非辐射能量弛豫过程是否发生。本研究中, 我们根据跃迁所涉及到的电子组态、稀土离子所处格位的对称性、跃迁所涉及到的多重态及晶格振动情况进行了细致地讨论分析。对于光吸收和发射过程, 我们得到了和相关文献报道一致的结果, 并对有些结果进行了更细致的解释。对于非辐射弛豫过程, 在考虑到对电子的单体作用的电声子耦合或非谐性作用, 我们给出了和辐射过程类似的选择定则。对于能量传递过程, 我们讨论了电多极-电多极能量传递的选择定则。我们采用获得的选择定则对文献中报道的几例能量传递与发光过程进行了具体的分析。

采用高温固相熔融法制备了Sm3+掺杂重金属镓酸盐玻璃。求得Sm3+的Judd-Ofelt参数Ω2，Ω4和Ω6分别为3.00×10-20，5.19×10-20和1.69×10-20 cm2，计算了Sm3+在可见和近红外区的自发辐射跃迁概率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数。488 nm蓝绿光激发下，在可见区检测到峰值波长位于534，564，601，648和710 nm的荧光发射带，分别对应4F3/2→6H5/2，4G5/2→6H5/2，4G5/2→6H7/2，4G5/2→6H9/2和4G5/2→6H11/2的辐射跃迁。近红外区960，1038和1185 nm的发射带被记录到，分别归属于4G5/2→6F5/2，4G5/2→6F7/2和4G5/2→6F9/2的辐射跃迁，其中位于光通讯低损耗波段的4G5/2→6F9/2跃迁辐射的最大受激发射截面为6.09×10-23 cm2。

合成了稀土配合物Eu(TTFA)₃(TTFA,2-thenoyltrifluoroacetone)掺杂的树脂型光刻胶薄膜,测定了薄膜的激发光谱和发射光谱。根据Judd-Ofelt理论,由发射光谱获得了Eu³⁺在光刻胶薄膜中的J-O参数Ω₂=24.4×10^-20 cm²,Ω₄=2.8×10^-20 cm²。利用得到的J-O参数计算了光刻胶薄膜中5D0激发态的辐射跃迁概率(977 s^-1)和辐射寿命(1.02 ms),同时导出了光刻胶薄膜中Eu³⁺的5D0→7FJ(J=1,2,4)跃迁的受激发射截面σ和荧光分支比β。分析表明,Eu³⁺掺杂的光刻胶薄膜具有较长的亚稳态寿命以及较大的受激发射截面,是一种主动放大的光波导薄膜。其发射波长与光刻胶的低吸收损耗区很好地匹配,可用于研发聚合物光波导放大器和激光器。

利用激光诱导后向荧光光谱研究了Rb蒸气-玻璃界面的⁸⁵Rb[5P_{3/2(F′＝2,3,4)→5S1/2(F＝3)]超精细结构跃迁。把界面分为2个不同的区域,靠近表面厚度约为一个波长的近区和远区(蒸气区域),近区起光谱滤波器的作用。将激光分为二束,一束作为检测光通过一个室温下的Rb参考样品池,得到5S1/2(F＝3)→5P3/2(F′＝2,3,4)半宽为510 MHz的Doppler吸收线,其中心离F＝3→F′＝4跃迁约为70 MHz。另一束激光进入温度为130 ℃的Rb样品池,记录共振后向荧光S^ob(ν^L),将它减去远区辐射的荧光S^T(ν^L),得到近区辐射的荧光snexp(ν^L),它是具有半宽ΓRF＝50 MHz的Lorentz线型,而ΓRF＝Γn+Γcoll+Γnr,Γn为谱线的自然增宽,Γcoll＝γRb-RbN为碰撞增宽,γRb-Rb为增宽系数,N为Rb基态密度,Γnr为玻璃表面激发态原子的非辐射能量转移引起的附加增宽,由此得到非辐射跃迁率为A^nrF′＝4→F＝3＝2.4×10⁸ s-1,它远大于自发辐射率A(5P3/2→5P1/2)＝1.4×10⁷ s^-1。}

应用多组态Dirac-Fock方法,系统计算了锡(Sn)和氙(Xe)离子在13.5 nm波长附近的辐射跃迁波长和跃迁几率。深入分析了Sn(7~13)+和Xe(7~13)+离子跃迁的原子光谱特性,研究了相对论效应和电子关联效应对能级位置和跃迁几率的影响发现,相对论效应和电子关联效应对光谱能量的影响分别为2%和5%。并从光谱特性的角度对比讨论了Sn和Xe作为极端远紫外光源的优劣,发现Sn更有优势。

合成了不同浓度Er3+掺杂的TeO2-WO3-Li2O体系玻璃(TW glasses),详细研究了掺杂浓度对这种碲钨酸盐玻璃光学特性的影响。计算了Judd-Ofelt(J-O)强度参数,研究了掺杂浓度对15 μm发射带宽的影响,及不同掺杂浓度下Er3+ 的4I11/2-4I13/2和4I13/2-4I15/2无辐射跃迁过程。实验得到了在TW 玻璃中Er3+的 4I13/2-4I15/2 跃迁的浓度猝灭速率约为08×10-18 cm3·s-1,这对寻求Er3+在碲钨酸盐玻璃中的合理掺杂浓度有一定的参考意义。实验发现Er3+的4I11/2-4I13/2无辐射弛豫速率在这种玻璃体系中约是不含WO3的碲酸盐玻璃中的2倍,说明含WO3的掺铒碲钨酸盐玻璃更有利于在980 nm激光泵浦下实现15 μm光放大。

制备了Pr(DBM)₃Phen 掺杂的聚合物光纤，研究了Pr(DBM)₃Phen 在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的吸收光谱和荧光光谱。根据修正的Judd-Ofelt 理论，用吸收光谱计算镨离子在PMMA 中的强度参量：Ω₂=46.334×10^-20 cm²，Ω₄=18.897×10^-20 cm²，Ω₆=1.610×10^-20 cm²。用该参量计算镨离子(³P₀、¹D₂)激发态的辐射寿命及各能级之间的辐射跃迁几率和荧光分支比，同时计算了(³P₀→³F₂、¹D₂→³H₄)受激发射截面。分析表明，Pr(DBM)₃Phen 掺杂的聚合物光纤有望发展为聚合物光纤放大器和激光器。

制备了掺钐螯合物的阶跃型聚合物光纤,研究了螯合物Sm(DBM)3(TOPO)2掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的吸收光谱、激励光谱和发射光谱.根据Judd-Ofelt(J-O)理论,从吸收光谱获得了光学跃迁的强度参数Ω2、Ω4、Ω6分别为18.53×10-20 cm2、2.87×10-20 cm2、3.71×10-20cm2.用光学强度参数计算了激发态4G5/2的辐射跃迁几率(536.19s-1)和辐射寿命(1865μs);同时,计算了4G5/2→6HJ'跃迁的受激发射截面和4G5/2→6FJ'、6HJ'的荧光分支比.分析表明,Sm(DBM)3(TOPO)2掺杂的PMMA可望用于聚合物光纤激光器和放大器.

采用Roper Scientific SP－2558多功能光谱测量系统对色谱纯甲醇溶液在紫外光激励下产生的荧光光谱进行了实验研究。实验结果表明，甲醇溶液能吸收紫外光并向外发射峰值位于340nm附近的荧光光谱，同时得到了能产生荧光光谱的最长激励光波长的临界值为245nm左右。对甲醇分子发射荧光的机理进行了讨论，给出了与实验结果相一致的理论分析。研究甲醇的荧光光谱可为其作为有机溶剂和催化剂时对其他有机大分子相关光谱的影响提供理论和实验上的参考，并可直接为荧光探针技术的发展提供服务。