1)吸收光譜
當(dāng)一束連續(xù)光通過透明介質(zhì)時(shí),如果光波能量和介質(zhì)中從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能量間隔相等,介質(zhì)中的狀態(tài)將由基態(tài)被激發(fā)到激發(fā)態(tài),透過透明介質(zhì)的光將因這樣的吸收而光強(qiáng)減弱。由于激發(fā)態(tài)不同,它們的吸收能量不一樣,這樣在記錄透過透明介質(zhì)后的光強(qiáng)時(shí)就形成了光強(qiáng)隨著波長變化的譜線,即吸收光譜。吸收光譜可以給出材料基質(zhì)和激活離子的激發(fā)態(tài)能級(jí)的位置和它們的分布情況。
2)熒光光譜
一束特定波長的單色光將激活離子從基態(tài)激發(fā)到某一個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí),從這個(gè)激發(fā)態(tài)向低于它的各個(gè)能級(jí)躍遷發(fā)光,可以得到它到下面各個(gè)能級(jí)以及下面各能級(jí)到更低能級(jí)的發(fā)光譜圖,即熒光光譜。材料所發(fā)熒光經(jīng)單色儀分光后,由探測(cè)器收集并記錄下各個(gè)波長的發(fā)光強(qiáng)度,它能夠反映這個(gè)能級(jí)到下面各個(gè)能級(jí)的躍遷概率、熒光強(qiáng)度以及熒光分支比等信息,提供該材料的最佳發(fā)射波長。同時(shí),可以求得下面各個(gè)能級(jí)的位置,包括稀土離子的能級(jí)在晶場(chǎng)中的劈裂情況等。
3)激發(fā)光譜
監(jiān)控一個(gè)特殊的熒光發(fā)射波長,改變激發(fā)波長,得到一個(gè)在不同波長激發(fā)下的熒光強(qiáng)度變化圖,即激發(fā)光譜。激發(fā)光譜可以提供熒光能級(jí)以上各個(gè)能級(jí)的位置,反映出各個(gè)能級(jí)向熒光能級(jí)的能量傳遞能力,找出該熒光獲得最高效率的最佳發(fā)射波長。
4)選擇激發(fā)光譜(稀土離子)
在復(fù)雜晶體中,通常有幾個(gè)稀土離子可以取代的陽離子格位,稀土離子的發(fā)光變得復(fù)雜并且難以分析。激光器出現(xiàn)以后,利用激光功率高、單色性好的特點(diǎn),發(fā)展起來一種新的光譜測(cè)量方法,稱為選擇激發(fā)光譜。一般同一種稀土離子摻雜到同一晶體的不同格位時(shí),不同格位稀土離子的能級(jí)會(huì)產(chǎn)生微小差別,可以利用可調(diào)諧激光器,調(diào)到一個(gè)合適的激發(fā)波長使某個(gè)格位的離子被激發(fā),另一些離子暫不激發(fā),得到一個(gè)格位的光譜后再按照同樣的操作更換到其他格位。這樣的復(fù)雜光譜將被各個(gè)格位的光譜解析。