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标题: 探讨：怎样得到绿、兰激光器？ [打印本页]

作者: 土豆 时间: 2003-6-8 01:45
标题: 探讨：怎样得到绿、兰激光器？
红宝石与蓝宝石有个不同之处，
在紫外光照射下，红宝石有明显的红色萤光；
蓝宝石除产于斯里兰卡和克什米尔的个别品种外，都不发萤光，
参见：
http://www.jygem.com/index6.htm

所以估计要用在紫外线照射下能发出兰色荧光的蓝宝石，
这个荧光颜色反映出其自身固有频率？
这个原子固有频率是很准确的，比如铯原子钟吧，

所以要想得到某种颜色的激光，
只要知道它最容易被激发出的荧光颜色就行了？
那么当然也可以查一下各种原子的“焰色”，
只要某种晶体中含有某“焰色频率”的原子就可以了，
比如现在常用的YAG（银化钇）晶体，
其中：
Y的“焰色波长”是622.3nm（属于红光范围：620-760nm），
Ag的“焰色波长”是338.3nm（属于紫外区，但其2倍频=676.6nm），
所以这种晶体只能发出红激光？
对于Nd:YAG（掺汝:银化钇），其中的Nd“焰色波长”是614.9nm，
也接近红光，不过它的掺入量很少，据说只是起到增加晶体强度的作用，

还有LiTaO3（钽酸锂）：
Ta的“焰色波长”是540.3nm（属于绿光区：500-578），
Li的“焰色波长”是670.8nm（红光区），
这大概就有两种可能了，要看这两种原子所占的比例和活性（光阀值），

（气体激光以后再说了，惰性气体难以燃烧---焰色）

总之，这就有个粗略的“原子配色”问题了（种类和比例），
我初步挑选下来，按照“元素共振荧光”的数值看，
要想得到绿色激光，就要首先考虑以下原子：

绿色（500-578nm）：
Nb（铌）：525.2
Ta（钽）：540.3
Ba（钡）：553.5
Ti（钛）：517.4
Mn（锰）：543.3
Re（铼）：527.6
Tl（铊）：535.0
La（镧）：550.1
Tb（--）：537.6
Yb（镱）：555.6

兰色（446-464nm）：
Cs（铯）：459.3
Cd（镉）：457.6
Os（锇）：442.0
Sr（锶）：460.7
Eu（铕）：462.7

“元素共振荧光”的波长数值只能参考，
我觉得比较靠得住的还是“焰色波长”，
比如按紫外光下的“元素共振荧光”，
N的波长是120.1nm，可是N的焰色是绿色的，
所以绿色发光二极管中大量使用的是GaN（氮化镓），
另外都知道氢H的主光色是兰色，可是半导体中难以加入H，
可是有机材料中却含有大量的H，
所以现在主要用有机材料制作兰色发光二极管，

总之最好是泵浦激发光频率等于或接近受激晶体中某元素的固有频率，
形成共振效应，这样效率可能会高的多，
用红外激光作为激发光，就只有利用2、3次谐波倍频了，
（红外加热与燃烧很近似，所以元素的“焰色波长”就更有参考价值了）

另外核辐射可以使晶体改变颜色（比如宝石改色处理），
如果经过变色辐射后的晶体在紫外照射下，会产生该颜色的荧光，
该晶体就有可能用来作为某颜色的“激光晶体”，
这样或许可以用核辐射来制造不同颜色的“激光晶体”，
于是产生各种颜色（波长）的激光器？

最后希望绿、蓝激光器的价格能早日下落，不亦乐乎？

作者: 土豆 时间: 2003-6-18 08:30
标题: 探讨：怎样得到绿、兰激光器？
产生绿激光532nm最常用的是KTP(磷酸钛氧钾)倍频晶体，
其中的钛Ti除了紫外谱线以外，还有一条517.4nm谱线，
磷P的谱线虽然都在紫外区，但是磷酸盐却有一条526.2nm的谱线，
“克尔伯等在HPO带的526nm处用原子吸收和火焰发射光谱法对磷的测定作了对比，
他们发现在原子吸收光谱法中只有轻微的干扰。
西蒂发现当在火焰后面装上一块冷却板时，就能使HPO的发射大大增强，
他用这种方法则定了磷酸盐岩石中的磷。”

引自：《原子吸收光谱法》[西德]B·威尔茨 , 海洋出版社 , 1980年10月第1版 , 第124页

由于激发条件不同和温度不同会稍微影响一点固有频率的激发值，
所以在激光激发下才可能发出绿色的532nm激光？

作者: 土豆 时间: 2003-6-19 01:42
标题: 探讨：怎样得到绿、兰激光器？
可能在用1064nm激发KTP时，外加频率的倍频是532nm，
由于526.2nm与其很接近，于是也就很容易的接受了外加“受迫振动”频率532？
或者实际的绿激光频率并非532nm，而是526.2nm？不清楚了，要实测一下才知了，

磷P氧化自燃产生坟地中的绿色“鬼火”是很早就有了，
还有萤火虫、夜明珠、手表上的夜光粉等，
“鬼火”其实是磷蒸气遇湿空气后，氧化为次磷酸和磷酸，
所以在黑暗中可见淡绿色荧光。
再比如早期的荧光屏多为绿色，这也许与磷P受激辐射出绿光有关？

有关磷自燃冶游一段典故：
“刘安是我国西汉时的炼丹家，
在他的《淮南子》中写到：‘老槐生火，久血为磷。’
这句话实质说的是磷的自燃现象，刘安在西汉时能发现这一现象，
说明他对磷有所了解。而德国的布朗特是在1660年从尿中发现磷的，
他的发现比刘安晚1000年。那么磷的最早发现者应该是刘安。”

作者: zgzxb 时间: 2003-6-19 01:43
标题: 探讨：怎样得到绿、兰激光器？
写得不错！！！

作者: 土豆 时间: 2003-7-7 03:37
标题: 探讨：怎样得到绿、兰激光器？
蓝色激光器用的810nmLD泵浦，倍频晶体是LBO（硼酸锂），产生473nm的蓝色激光，
硼和磷一样也是只有紫外的谱线249.7nm，
（磷P的谱线是：213.6nm）
可是既然磷酸和磷酸盐可以发出526.2nm的绿光，
那么是否硼酸和硼酸盐也有可能发出473nm的蓝光呢？
我查了不少资料都没有查到有关硼酸光谱线的记录，
所以也只能是估计了，还希望能者指点，

不过还有一种元素---铕Eu，它有一条可见光谱线是459.4nm，是不错的侯选者，
（另外与它相邻的Tb是绿光的侯选者，其谱线是：537.6nm）

引贴一段：
1971年有人提出了利用窄带的波长峰值分别为450，550和610 nm
的蓝、绿和红三种基色混合，可以制得高光效、高显色性的荧光灯。
由于铕Eu2+、铽Tb3+和铕Eu3+在不同的基质中发射的蓝、绿和红光正好符合上述的要求，
在1974年就研制成节能的稀土三基色灯。
目前，利用掺铕的多铝酸盐发射的蓝光、掺铽的多铝酸盐发射的绿光、
掺铕的氧化钇发射的红光制成稀土三基色灯，

参见稀土网：
http://www.cre-ol.com/news/keji/faguang0424.htm

（其中“掺铕的氧化钇”能发出红光，原因可能还是因为钇的一条谱线是：622.3nm）

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