丁亦兵

在化學(xué)元素周期表的第三、四、五行中間的一些元素通常稱為過渡金屬，其中特別是由第三行的鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Gr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鈷（Gu）、鎳（Ni）、銅（Cu）等的3d離子摻雜的晶體中發(fā)現(xiàn)了激光振蕩現(xiàn)象。這些離子有著極優(yōu)越的特性，由于其電子能級(jí)與環(huán)繞它們的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的場(chǎng)之間的強(qiáng)烈耦合，造成了它們具有很寬的能帶發(fā)射。因此，這些過渡金屬離子的激光波長(zhǎng)通常可以在幾個(gè)納米到幾百個(gè)納米的很寬的范圍內(nèi)調(diào)控。上世紀(jì)80年代初實(shí)現(xiàn)了利用鉻和鈦3d離子的摻雜晶體，得到了可調(diào)室溫激光，從而極大地推動(dòng)了將過渡金屬離子作為晶體的激活介質(zhì)的研究，從而使過渡金屬離子激光在通過鎖模產(chǎn)生超短脈沖以及必須精確調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的激光的應(yīng)用領(lǐng)域受到了人們的普遍重視，而在科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)、測(cè)量和檢驗(yàn)技術(shù)、通訊以及激光光度學(xué)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

本書詳細(xì)地討論了用作可調(diào)固體激光的活性介質(zhì)或其它晶體的3d離子光譜學(xué)、電振動(dòng)和磁性質(zhì)等一般性質(zhì)，系統(tǒng)地闡述了晶體場(chǎng)計(jì)算（包括能級(jí)和吸收譜的第一原理計(jì)算）涉及的方方面面，包括微擾計(jì)算與完整的哈密頓量的對(duì)角化，并給出了理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)光譜細(xì)致的比較、研究了動(dòng)力學(xué)JohnTeller效應(yīng)對(duì)于晶體中3d雜質(zhì)光譜的影響、電振動(dòng)譜的分析以及過渡金屬離子摻雜材料的應(yīng)用等。

本書內(nèi)容共分7章：1.具有3d離子的激光晶體最新發(fā)展（S.Kück）； 2.3d離子晶體場(chǎng)的交換電荷模型（M.G.Brik等）；3.疊加模型及其應(yīng)用（Y.Y.Yeung）；4.自旋哈密頓量和3dn雜質(zhì)附近晶格的畸變（W.C.Zheng）；5.3d離子摻雜晶體中的動(dòng)力學(xué)JohnTeller效應(yīng)（L.Martinelli）；6.晶體場(chǎng)效應(yīng)的第一原理計(jì)算與在激光晶體中3d離子吸收譜（M.G.Brik）；7.在硒化鋅（ZnSe）晶體內(nèi)作為非線性光學(xué)設(shè)備新吸收器的鈷絡(luò)合物（I.V.Kityk）。

本書是由羅馬尼亞和愛沙尼亞大學(xué)的兩位著名教授編著的一部研究摻雜3d離子的固體激光的研制、一般性質(zhì)、計(jì)算方法以及理論與實(shí)驗(yàn)比較的專著。其內(nèi)容非常豐富，特別注重實(shí)際的理論計(jì)算方法以及與各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)比較。本書的讀者對(duì)象是晶體光譜學(xué)、材料科學(xué)及其光學(xué)應(yīng)用的研究人員和研究生。研習(xí)本書需要讀者熟悉原子能級(jí)和電子組態(tài)的光譜學(xué)符號(hào)，掌握晶體點(diǎn)群的基礎(chǔ)知識(shí)。

（中國(guó)科學(xué)院大學(xué)）endprint