激光诱导稀土纳米材料黑体辐射特性的实验研究终稿.doc

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1、激光诱导稀土纳米材料黑体辐射特性的实验研究摘要激光诱导稀土离子掺杂纳米材料的黑体辐射现象近年来得到了人们的关注，但其所表现出来的非线性黑体辐射行为及其产生原因尚未得到深入研究和明确的解释。本文研究了稀土纳米材料的黑体辐射特性，观察到了微米尺度的辐射点源并分析了其非线性热辐射及双稳迟滞现象的物理机制。本论文主要研究红外激光诱导稀土离子Tm,Yb掺杂氧化物纳晶的黑体辐射现象及其非线性双稳迟滞特性。在972nm激光激发下，实验测量了Tm,Yb:ZrO2纳晶的黑体辐射谱，观察到了微米尺度的黑体辐射点源。讨论了激光诱导点源的黑体辐

2、射特性，研究了黑体辐射温度随激光器激发功率的变化规律，并分析了稀土纳米材料产生强烈黑体辐射的原因。从理论上解释了黑体辐射双稳态是掺杂离子的无辐射跃迁量子效率及辐射跃迁量子效率随温度的非线性变化引起的。实验测量了Tm,Yb:ZrO2纳晶的黑体辐射双稳态特性曲线，并进一步分析了辐射双稳态特性和固液相变对双稳行为的影响。关键词：黑体辐射；灰体辐射；双稳态；稀土纳米材料AbstractLaserinducesnanomaterialsdopedrareearthionstoblackbodyradiationphenomenon

3、,andinrecentyearsthephenomenonhasraisedconcernbypeople,buttheexpressionofnonlinearradiationbehaviorandtheirreasonsboldhasnotbeendeepresearchandclearexplanations.Thispaperstudiestheblackbodyradiationcharacteristicsofnanomaterialsdopedbyrareearth,observesthemicrons

4、caleradiationpointsourceandanalyzesitsnonlinearthermalradiationandbistablehysteresisofphysicalmechanism.Thisthesismainlyinfraredlaserinducedtheblackbodyradiationphenomenonandnon-linearbistablehysteresischaracteristicsofnanomaterialsdopedbyrareearth.Inthe972nmlase

5、rinspire,theexperimentmeasurestheTm,Yb:ZrO2crystalradiationspectrum,andobservedtheblackbodyradiationmicro-metrescalepointsource.Thisthesisdiscussestheblackbodyradiationcharacteristicsofpointsourceinducedbythelaser,thephenomenonoftheradiationtemperatureboldedwithl

6、aserstimulatethechangeruleofpower,andanalyzestherareearthnanometermaterialproducesstrongradiationcausesthebold.Thetheoreticalexplanationtheblackbodyradiationtwosteadystateisdopedionsnoradiationwarpquantumefficiencyandradiationtransitionefficiencywithtemperatureof

7、quantumnonlinearchange.Theexperimentmeasurescharacteristiccurveoftheblackbody-radiationbistabilityontheTm,Yb:ZrO2crystal,andthenanalyzestheinfluencecausedbyradiativebistabilityandsolid-phasechangeofbistablebehavior.Keywords:Blackbodyradiation;Bistability;Graybody

8、radiation;Rare-earthnanomaterial目录第1章绪论11.1黑体辐射理论简介11.2纳米材料简介11.3论文的研究背景和意义21.4纳米材料黑体辐射特性的研究现状31.5论文的主要容41.6本章小结5第2章黑体辐射相关理论62.1引言62.2黑体辐射的相关理论62.2.1黑体辐射的基本概念7