全同性原理要求电子波函数必须满足交换反对称性的条件,针对其对多电子系统的瞬态吸收谱产生的影响,运用Ritz变分法求出了具有全同反对称性的氦原子波函数。在此基础上,通过求解三能级模型并与不考虑电子交换作用的旧模型对比,在理论上研究了氦原子阿秒极紫外(XUV)光瞬态吸收谱。该研究突破传统所采用的单电子跃迁模型,重点考虑电子的交换作用对XUV光瞬态吸收谱的影响。研究发现该交换作用对该瞬态吸收谱的强度和吸收峰的位置等物理量都有重要的影响,该研究结果可为运用瞬态吸收谱探测原子内电子超快关联动力学提供参考。

在钛宝石激光晶体的发展过程中,缺陷问题对激光性能有着重要的影响。近年来,研究者在高Ti浓度的钛宝石晶体中观察到一些新的光学现象,这表明晶体内部缺陷结构的变化可能会影响激光性能。介绍了钛宝石激光晶体缺陷研究方面的进展,并进行了简略讨论。

选取缅甸的白、淡粉紫和淡蓝紫3种颜色类型的翡翠样品,测试和分析了其元素和光吸收谱,并对其颜色成因进行了初步研究。结果表明,淡紫色翡翠样品含有少量的铁、锰和钛,而铬、钒、铜等元素的含量极低。除了Fe ³⁺的吸收峰之外,淡粉紫色翡翠光谱中还存在峰值位于566 nm处的宽吸收带,淡蓝紫色翡翠光谱中存在峰值位于534 nm处的宽吸收带及长波侧625 nm处的肩带,因此,淡粉紫色和淡蓝紫色翡翠分别由Mn ³⁺和Ti ³⁺离子致色。

采用等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD)通过改变NH3流量制备出不同含氮量N型富硅氮化硅硅薄膜。 利用Raman散射、 红外吸收、 紫外-可见光分光光度计及暗态I-V测量等技术分析了氮掺入对薄膜微观结构以及光电特性的影响。 结果显示, 随着NH3的增加, 薄膜由微晶硅向纳米硅结构转变, 薄膜中晶粒尺寸减少, 晶化度降低, 微观结构有序性降低, 所对应薄膜光学带隙增大, 而带尾分布变窄。 同时, 红外吸收谱分析表明, Si—N键合密度增加, P掺杂受阻。 暗态I-V测量显示, 薄膜电导率随着NH3掺入整体较微晶硅降低, 但随NH3增加, 电导率受到迁移率和载流子浓度等特征共同作用先降低后变大, 揭示了影响薄膜电导率的机制存在一定的竞争, 然而过高的非晶网络结构将增大载流子的复合导致薄膜电导率显著降低。

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了富硅氧化硅薄膜,利用XRD衍射仪,傅里叶变换红外透射光谱仪以及紫外-可见光分光光度计分析了氧掺入对薄膜微观结构以及能带特性的影响.结果表明,随着氧掺入比(CO2/SiH4)的增加,薄膜晶粒尺寸减小,晶化度降低,纳米硅(nc-Si)表面的张应力先增加后减小.红外吸收谱分析表明,氧掺入比增加导致薄膜内氧含量增高,富氧Si—O键合密度增加,富硅Si—O键合密度降低.同时,薄膜结构因子减小,有序度增大,薄膜微观结构得到改善.当氧掺入比大于0.08时,薄膜结构因子增大,有序度降低.此外,氧掺入增加导致薄膜带隙不断增加,带尾宽度呈现先减小后增大的趋势.因此,通过氧掺入可以调节纳米硅薄膜微观结构及能带特性,氧掺入比为0.08时,薄膜具有高晶化度和较宽的带隙,微观结构得到有效改善,可用作薄膜太阳能电池的本征层.

采用漂移法, 在玻璃衬底上制备出粒径分别为117, 350和500 nm单层、 大面积的聚苯乙烯胶体球掩膜板, 在已制得的掩膜板上用射频磁控溅射的方法沉积一层氧化锌薄膜, 最后用有机溶液四氢呋喃(THF)浸泡去除聚苯乙烯胶体球, 获得不同粒径的二维氧化锌纳米团簇。通过扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱仪对样品的形貌及成份进行表征, 表明所制得样品为有序分布的蜂窝网状氧化锌纳米阵列。在室温下, 通过吸收光谱仪测试样品在300～800 nm波长范围内的吸收光谱, 结果表明对于具有不同尺寸晶粒的氧化锌纳米团簇样品, 随着所采用的聚苯乙烯胶体球粒径的增大, 即氧化锌纳米团簇粒径的增加, 光吸收峰出现了宽化和红移; 随着溅射时间的延长, 即氧化锌薄膜膜厚的增加, 光吸收率提高。此外, 对氧化锌纳米团簇阵列的光吸收特性进行了基于离散偶极子近似的理论计算从而获得任意形状和尺寸粒子的吸收。目前, 文献报道中用此理论计算各种形状的纳米金、 银等金属的结果与实验结果相符, 但是应用离散偶极子的近似理论计算氧化锌纳米颗粒的报道很少。应用此理论计算三角棱台形状的氧化锌光学吸收特性, 根据氧化锌薄膜介电常数和膜厚的变化进行光吸收特性的模拟, 并解释了实验结果。

基于激子基,采用密度矩阵理论研究了太赫兹场作用下半导体超晶格的子带间动力学 过程及光吸收谱。在太赫兹场的驱动下,激子作布洛赫振荡。子带间极化的缓慢变化依赖于太赫兹频率,随着太赫兹频率的增加,子带间极 化向下振荡,极化强度降低。以In0.52Al0.48As/InAs 和 Ga0.7Al0.3As/GaAs 两种超晶格为例进行研究, 它们的光吸收谱出现了卫星峰结构,这是由于太赫兹场与万尼尔斯塔克阶梯激子作用的非线性效应产生的。 但是就In0.52Al0.48As/InAs与Ga0.7Al0.3As/GaAs 超晶格相比而言,研究发现, n<0 的激子态与n=0的激子态耦合作用较强,使得光吸收谱吻合性较好, n=0时的激子态吸收光谱出现红移, n>0 的激子态光吸收谱中出现的边带效应不是很明显。

在一维紧束缚微带和接触库仑相互作用近似下, 利用扩展半导体布洛赫(Bloch)方程研究飞秒激光脉冲激励的太赫兹场驱动的半导体超晶格的光吸收谱及带间极化相干波包的时间演变。在直流偏置条件下, 超晶格的光吸收谱由无外加电场时的连续带状吸收变化成一系列等能量间隔的吸收峰, 能量间隔与外加的直流偏置电场成正比, 这些吸收峰称为万纳-斯塔克梯(Wannier-Stark ladder), 对应布洛赫电子和空穴在实际空间和动量空间中的周期性振荡运动, 即布洛赫振荡; 而在仅有太赫兹电场驱动的情况下, 无外加电场时的光吸收沿发生移动, 同时连续带状光吸收谱分列成一系列的等间隔吸收峰, 称为动态斯塔克梯(Dynamical Stark ladder), 能量间隔等于外加太赫兹交变电场的频率, 与外加太赫兹电场的幅值大小无关; 当直流偏置电场与太赫兹电场同时存在时, 超晶格的光吸收沿不再发生移动, 连续带状光吸收谱变为更复杂的结构, 这种复杂的结构可以通过万纳-斯塔克梯与交流斯塔克梯的组合来识别和解释。在直流电场和太赫兹交变电场同时作用时, 直流场的大小与交流电场的频率之比和交流电场的大小与交流电场的频率之比是起决定性作用的两个量。如果直流场的大小与交流电场的频率之比是整数, 一个布洛赫频率内就有该整数个谐波产生, 如果直流场的大小与交流电场的频率之比是分数, 将引起动态分数斯塔克梯(Dynamical fractional Stark ladder)的形成。而交流电场的大小与交流电场频率之比决定极化波包的空间扩展程度。

采用自悬浮定向流技术制备银团簇纳米颗粒,理论分析了银团簇的成核机理与影响因素,实验研究了制备条件和工艺.结果表明:惰性气体的冷却效率、气体流速和压强、金属熔球的温度和大小是控制颗粒尺寸大小及分布的关键条件,制备粒径小于10 nm的团簇颗粒须采用氦气为载流气体;团簇颗粒流速越大,颗粒粒径越小,尺寸分布越窄,但颗粒生成数量越少.性能表征说明:制备的颗粒呈较规则的球形,为面心立方结构,分散均匀,表面纯净无氧化,粒径分布窄.理论与实验研究了银团簇纳米颗粒的光学吸收谱性质,证明表面等离子共振吸收峰与颗粒的尺寸有很强的相关性,随着颗粒尺寸的减小,由于量子尺寸效应,吸收峰将发生宽化和蓝移.

利用2 400线/mm或1 200线/mm的平焦场光栅谱仪、门控宽微带X光单分幅相机及可见光CCD记录系统建立了一套时空分辨平焦场谱仪X光谱诊断系统.介绍了该谱仪系统的结构、工作原理和实验调试方法.利用该谱仪在星光激光装置上进行了时间分辨铝等离子体发射谱线的实验测量,获得了清晰的时间分辨铝等离子体谱线.在神光Ⅱ装置上初步观测到了时空分辨铝样品吸收谱,谱分辨为0.02～0.05nm.