Штарковская структура уровней иона yb3 в bif3 -

Методические указания по выполнению лабораторного практикума по оптическому материаловедению. Штарковская структура спектров иона неодима в кристаллах и стеклах. Измерение зависимости величины оптической плотности от длины волны для образцов неодимовых кристаллов и стекол в интервале длин волн нм;.

Штарковская структура спектров иона неодима в кристаллах и стеклах

Сравнение штарковской структуры этих образцов. При попадании примесного атома активатора в кристалл или в стекло он подвергается воздействию окружения, и испытывает расщепление. Эффект Штарка - это эффект расщепления атомных уровней во внешнем однородном электрическом поле.

Чтобы энергетический уровень расщеплялся при воздействии на атом, он должен быть. При расщеплении уровня сумма кратностей вырождений образовавшихся уровней равна кратности вырождения исходного уровня. Величина кратности вырождения этих подуровней принимает вполне определённые значения. Трёхкратно вырожденные уровни возможны только в полях кубической симметрии тетраэдр, октаэдр, куб. Для ионов с нечётным числом электронов возможные кратности вырождения 2, 4. Четырёхкратно вырожденные уровни возможны только в полях кубической симметрии.

При отсутствии магнитного поля уровни иона-активатора с нечётным числом электронов, по крайней мере, двукратно вырождены теорема Крамерса. Для редкоземельных ионов чрезвычайно важным является следующее обстоятельство. В подавляющем числе случаев величина штарковских расщеплений меньше энергетических зазоров между уровнями свободного иона. Именно это имеют в виду, когда говорят, что редкоземельные ионы в кристалле или стекле в значительной степени сохраняют свойства свободных ионов.

На этом основано применение в качестве характеристики штарковских подуровней атомных квантовых чисел, характеризующих атомный уровень, из которого эти подуровни образовались. Таких квантовых чисел три. L - значение полного орбитального момента, которое по традиции. В случае активированных стекол из-за неупорядоченности структуры сила и симметрия кристаллического поля в местах расположения ионов активатора меняются в некоторых пределах при переходе от одного активаторного центра к другому.

Вследствие этого в ансамбле активаторных центров обнаруживаются различия в положении одноименных возбужденных уровней i относительно основного состояния 0 рис. То есть неоднородным называется уширение спектральных полос, обусловленное тем,.

А ширина спектральных линий отдельных центров называется однородной. Наиболее ярко неоднородное уширение спектральных линий проявляется в спектрах f-f -переходов редкоземельных ионов РЗИ. В зависимости от типа активатора эти переходы наблюдаются в разных частях спектрального диапазона,. Следует отметить, что для РЗИ в свободном состоянии переходы между различными уровнями электронной конфигурации 4f n f-f -переходы запрещены по четности правилами отбора Лапорта.

Однако при введении РЗИ в кристаллы или стекла запрет на такие переходы частично снимается по действием низкосимметричной составляющей кристаллического поля активируемой среды, в результате чего между различными.

Поскольку в случае f-f -переходов и основное, и возбужденные состояния являются состояниями одной и той же электронной конфигурации 4f n , то у потенциальных кривых возбужденных состояний отсутствует сдвиг их минимумов относительно минимума потенциальной кривой основного состояния. По этой причине, а также в силу хорошей экранированности конфигурации 4f n от внешних воздействий f-f -переходам в поглощении и люминесценции отвечают.

В случае активированных кристаллов, например, ширина линий составляет величину порядка 10 см -1 , а. Неоднородное уширение энергетических уровней редкоземельного активатора в стеклах увеличивает ширину тех же спектральных линий во много раз, поэтому штарковская структура его спектров поглощения и люминесценции оказывается размытой, характеризуется меньшим числом надежно регистрируемых максимумов в контурах полос поглощения или люминесценции, обусловленных электронными переходами с участием разных термов активатора.

Количественной характеристикой, описывающей ослабление зондирующего света поглощающей средой, является величина оптической плотности d. Способ ее определения поясняет рис. Если I 0 - интенсивность света, падающего на исследуемый образец, а I 1 -. Зная величину d , можно определить коэффициент поглощения среды:. Из 2 следует, что единицей измерения коэффициента поглощения является [см -1 ]. Величины d и k, при прочих равных. Таким образом, если известно сечение поглощения активатора на длине волны, то можно по величине d или k судить о концентрации активатора в конкретном образце.

Бугера — Ламберта — Бера закон, определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающем веществе.

Если мощность пучка, вошедшего в слой вещества толщиной l, равна I o , то, мощность пучка при выходе из слоя. В данной работе для измерения оптической плотности используется сканирующий уф-вид. Спектрофотометр Гелиос Альфа предназначен для измерения коэффициента пропускания исследуемого образца T , равного отношению интенсивности потока излучения I 1 , прошедшего через измеряемый образец.

Проверить, что в камере для измерения не остались образцы с прошлого момента использования монохроматора. Включение осуществляется тумблером расположенным на задней стенке прибора. Дождитесь пока спектрофотометр проведет автоматическое тестирование системы, это займет примерно 3 минуты.

Ниже на рисунке представлено меню, где надо установить необходимые параметры сканирования. Дождитесь окончания и только тогда переходите к п. Установите образец в канал сравнения и зафиксируйте его. Закройте крышку и запустите измерение пропускания образца нажатием кнопки RUN.

FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики. Штарковская структура спектров иона неодима в кристаллах и стеклах условиях, пропорциональны концентрации ионов активатора в исследуемой среде.

Оптическая система Спектральный диапазон, нм Ширина щели, нм Уровень мешающего излучения. Штарковская структура спектров иона неодима в кристаллах и стеклах 4. Выберите меню сканирования Scan 5.

Соседние файлы в папке МатВед лабы Зная величину d , можно определить коэффициент поглощения среды: