高比容量正极材料的研发对进一步提升锂离子电池的能量密度具有重要的意义。Li3V2O5正极材料的实际比容量较高，可达240 mA·h/g以上，近年来引起了人们的广泛关注。然而，由于锂离子传输动力学不足以及不可逆相变共同导致Li3V2O5具有充放电循环稳定性较差的问题，限制了其作为锂离子电池正极材料的应用。在前期研究基础上制备了Co3+掺杂Li3V2O5纳米棒材料，一方面通过形成一维结构避免充放电循环过程中的应力累积，另一方面通过形成键能更强的Co-O键提高材料结构的稳定性。此外，Co3+掺杂还扩大了晶格间距并提高了V4+的比例，最终使Li3V2O5正极材料的锂离子扩散系数和充放电循环稳定性获得显著改善。1% (摩尔分数)Co3+掺杂Li3V2O5样品(1%Co-LVO)在50 mA/g电流密度下的首次放电比容量达256.43 mA·h/g，循环100圈后容量保持率达到77.3%，与未掺杂样品相比提升了28%。与文献相比，1%Co-LVO样品的容量衰减率具有显著的优势(0.23%/圈)，为高能量密度锂离子电池正极材料Li3V2O5的制备与性能调控提供了一定的参考。

研究了可常规半导体泵浦的Tm∶YLF激光腔内泵浦Ho∶YVO₄激光器。利用c-切Tm∶YLF晶体在1909 nm附近的腔内输出波长以更好地匹配Ho∶YVO₄晶体的共振吸收带，实现了最高3.3 W的激光输出，中心波长为2052.7 nm，对应的斜率效率和光光转换效率分别为14.5%和11%。得益于Tm∶YLF晶体固有的弱热透镜效应，该腔内泵浦钬激光器在最高激光功率下仍保持高的光束质量，水平方向和垂直方向的光束质量分别为1.33和1.46。所设计的掺钬钒酸盐激光器经济实用，结构紧凑，且易于实现。

锂离子电容器一个电极采用电池型负极，一个采用电容型正极，因而兼具高能量密度、高功率密度的优点，有望成下一代新型储能器件。基于Faraday反应的电池型电极与电容型电极动力学不匹配是锂离子电容器的一个巨大挑战，因此研究者们发展了多种倍率性锂离子电池材料。在这些材料中，钒基材料以其成本低、比容量大、倍率性能优异等优点被认为是锂离子电容器的理想负极材料。综述了包括Li3VO4、VN、Li3V2O5在内的多种不同类型钒基锂离子电池材料的储锂机理与性能优化的研究进展，并展望了锂离子电容器中钒基负极材料的发展方向。

利用改进的提拉法生长了一种新型Y₄-Nd∶Y₄ 复合晶体, 在晶体中部实现了Nd3+的0.10%~0.25%(原子数分数)浓度梯度掺杂。晶体中, Nd3+掺杂区的弱吸收系数较未掺杂区大, 表现出界面吸收现象。观测了复合晶体对泵浦光的吸收和温度分布, 发现晶体沿轴向的泵浦吸收相对均匀, 温度梯度相对较小。未镀膜的复合晶体样品在1 064 nm波段显示了良好的连续激光性能,光-光转换效率为37.0%, 斜效率为40.9%。

受激拉曼散射是获得新型波长激光的重要变频手段。腔内拉曼激光同时存在着基频光和多阶斯托克斯光,为通过二阶非线性光学变频获得多种可见光波长激光提供了基础,可满足一些领域对多种波长激光的应用需求,在激光医疗、激光显示、光谱成像和生物光子学等领域具有重要应用。钒酸盐晶体具有优异的受激拉曼散射特性,是钕离子激光驱动的重要固体拉曼增益介质。简要介绍了钒酸盐晶体拉曼光谱特性以及相关拉曼激光研究现状,随后对近年来拉曼倍频与和频激光的研究进展进行了总结,并对基于拉曼选择性混频实现可见光波段可选激光技术的发展及应用前景作了简要分析。

利用高温固相法制备NaMg4-xCax(VO4)3∶0.01Eu3+(x=0~2)、NaMg2.1Ca1.9-y(VO4)3∶yEu3+(y=0~0.19)、NaMg2.1Ca1.9-y(VO4)3∶yEu3+,yX-(X=Cl,F)和NaMg2.1Ca1.9-2y(VO4)3∶yEu3+,yM+(M=Li,Na,K)系列荧光粉, 采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了结构和性能表征。探讨基质结构变化和Li+、Na+、K+、F-、Cl-等阴阳离子的电荷补偿作用对VO3-4和Eu3+发光性能的影响以及能量传递机理。研究表明立方相NaMg2Ca2(VO4)3比四方相NaMg4(VO4)3更能被紫外光有效激发, 同时发射基质的蓝绿光和铕离子的红光, 且VO3-4和Eu3+之间的能量传递效率达到42.21%。电荷补偿剂能显著提高Eu3+的发射强度, 同时基质发光强度减弱表明电荷补偿剂增强了基质与激活剂离子间的能量传递。通过控制合成条件可以得到单一基质白光发射荧光粉。

通过高温固相法合成Sr3LaAxV3-xO12∶Eu3+(A=Mo,W) 荧光粉, 利用MoO2-4和WO2-4取代基质中部分VO3-4, 改变基质组成和结构, 进而影响基质和激活剂Eu3+离子的发光性能。采用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计对所合成样品的物相、形貌、荧光性能及荧光寿命进行表征。研究表明, MoO2-4和WO2-4的部分掺杂对基质发光位置和强度均有影响, 能明显减弱VO3-4的发光, 但对Eu3+离子发光影响不大, 添加电荷补偿剂F-可以加强VO3-4对Eu3+离子的能量传递。通过调整基质VO3-4发光和Eu3+离子发光, 可以得到单一基质的白光荧光粉。初步探讨了阴离子掺杂对Eu3+离子红光发射增强的机理。

采用固相反应法合成了Eu3+离子激活的Ca1.9Eu0.1NaMg2-xZnx(VO4)3(0≤x≤1), 并研究了其发光和热猝灭性能。经粉末X射线衍射确认, 反应产物由目标相和微量杂质相EuVO4构成。在355 nm激发下, 样品中均能同时观察到来自［VO4］3-基团和Eu3+离子的特征发光。研究结果表明: 随着x值的增加, 上述两种发光的强度均先增加后降低; 而它们的最强激发峰位置由347 nm逐渐地红移至356 nm, Stokes位移也逐渐地减小。这种现象应归因于Zn3d轨道和O2p轨道间很强的轨道杂化效应, 这种效应随着x值的增加而逐渐增强。此外, Eu3+离子荧光发射强度最大值对应的x值与自激活荧光的不同。当x=1.0时, 两者的相对强度差别最大。经荧光热猝灭测试确认, 上述现象是由样品中的自激活荧光表现出比Eu3+离子荧光更严重的荧光热猝灭造成的。因而, 在紫外光激发下, 样品发出荧光的颜色具有温度敏感性。

为了解钒酸钇Wollaston棱镜的分束特性, 通过棱镜中的光路分析, 得到光束正入射时o光光束和e光光束的分束特性公式, 并用MATLAB软件拟合得到棱镜的分束特性关于入射光波长和结构角的变化关系曲线。结果表明, 对于一定结构角的棱镜, 其分束角具有明显的色散特性, 波长越短, 分束角越大, 且变化也越快, 在红外光谱范围, 波长对棱镜分束角的影响减小, 其分束角趋于稳定; 分束角的对称性受波长变化的影响较小, 应用中可以忽略。棱镜的结构角与入射光波长对棱镜的透射比均有影响, 当棱镜的结构角一定时, 透射比随入射光的波长呈振荡性变化, 且o光透射比的光谱效应更为明显。该研究可以为棱镜的设计制作和实际使用提供有价值的参考。

为进一步提高YVO4材料的下转换发光性能, 在改进后的溶胶-凝胶法制备的YVO4∶Eu3+中, 通过掺入Bi3+来拓宽其在紫外波段的光谱吸收并提高其发光强度, 通过掺入P5+达到以PO43-部分取代VO43-来改善YVO4∶Eu3+的光输出稳定性及温度猝灭特性的目的。研究表明, 掺入的Bi3+和 P5+可成功取代YVO4晶格中的Y3+和V5+。当Bi3+掺入量较少时, 样品仍然为四方晶系, Bi3+较好地取代了Y3+的晶格位置, 形成单相的晶体结构。而在掺入少量的P5+之后, YVO4与YPO4之间形成了均匀的固溶体。在350 nm激发光源作用下, 当Bi3+和P5+掺杂摩尔分数分别为0.04和0.10时, 发光强度达到最大, 特别是YV0.90P0.10O4∶0.05Eu3+在619 nm处的发光强度要比YVO4∶0.05Eu3+的发光强度增大1.9倍。