紫外激光无损检测潜在指印技术研究

潜在指印的显现是物证检验技术中的关键问题之一,而紫外(UV)照相技术是显现潜在指印等隐性痕迹物证的重要技术手段。采用266 nm紫外固体激光器为激发光源,利用人体指印固有物质成分对紫外光具有特殊的吸收、反射、散射及荧光特性,减弱或消除指印背景上的图案和其他细节干扰,增加指印纹线与背景的亮度反差,显出或增强潜在指印。通过紫外反射照相及紫外固有荧光照相技术,分别实现了对彩色杂志纸张、玻璃、电话背面、木纹桌面油漆面4种非渗透性物证检材及牛皮纸信封、便签纸2种渗透性物证检材表面遗留的新鲜及陈旧潜在指印的无损检测显现,并具有鉴定价值。     

可见波段Ar+激光诱导血红蛋白荧光光谱特性研究

用可见波段、不同波长的Ar^ 激光激发同一浓度血红蛋白溶液产生荧光光谱的研究结果表明，血红蛋白在628nm附近存在一个较强的荧光谱峰，且随激励激光波长的红移其相对光强依次增大，从而解释了临床上用He-Ne激光治疗疗效显著的物理机理。理论研究结果认为该血红蛋白的荧光光谱主要是血红蛋白中存在的卟啉类荧光团的贡献。还利用475．6nm的激光分别激发浓度为1％～7％的血红蛋白溶液，根据所获得的荧光光谱发现，其谱峰位置几乎不随样品浓度的改变而改变，该结果显示了激光与普通光对生物大分子存在明显不同的作用特性。     

激光显现血潜足迹研究

本文研究了汞溴红试剂喷洒血潜足迹载体表面后,在激光照射下的血迹光致荧光增强效应,根据吸收光谱和色谱分析的实验结果,讨论了荧光增强的原因。并利用这种效应,显现了几种载体上的血潜足迹,取得了满意效果。     

532nm激光在痕迹显现上的应用研究

刑事侦查领域是一个应用领域，需要一切科技成果大显神通。激光技术在刑事侦查领域的应用日趋广泛，痕迹显现是刑事侦查工作中的重要环节，本文分析了痕迹显现的光学原理，设计了基于输出波长532nm半导体激光器的单色痕迹搜索光源（简称“单色光源”），实际应用证明，该光源应用于足迹搜索和指纹显现所获得痕迹清晰度较传统多波段光源有明显...     

不同波长的Ar+激光诱导红细胞荧光光谱特性分析

根据对可见波段、不同波长的Ar+激光激发同一浓度红细胞溶液产生荧光光谱的研究,发现从600nm到860nm较大的范围内红细胞均存在较为丰富的荧光光谱谱峰,且在波长为620nm附近的谱峰随激发光波长的变化而变化。通过理论分析得到,激光诱导的红细胞荧光光谱主要是红细胞膜上的细胞色素基团、双磷脂分子等以及红细胞中的血红蛋白大分子中的血红素基团等构成的多种荧光团作用的结果,且在620nm附近的谱峰不仅含有荧光光谱成分,还有喇曼散射的光谱成分。研究结果可对低功率激光诱导生物组织荧光光谱技术在医疗中的应用有参考意义。     

308nm激光诱导动物血管荧光光谱的观测

利用XeCl准分子激光辐照兔、狗动物主动脉及多种器官,观测到近紫外至可见波段连续发射的荧光光谱,荧光在380nm及450nm处有二个极值,测得正常主动脉及主动脉斑块二极值强度之比分别为I_(380)/I_(450)=1.05±0.07及1.32±0.10。     

基于参量放大的中红外辐亮度定标技术研究

介绍了基于参量放大方法定标中红外辐射源辐亮度的原理和实验装置,推导了不同偏振态的辐射源的辐亮度和单位模式光子数关系式。实验采用大功率连续532 nm激光泵浦非线性LiNbO3晶体,产生632.8 nm和3.34 μm波长的下转换光子,利用这对可见-红外下转换相关光子对在时间、空间上的高度相关性,在红外下转换光子方向注入待测中温黑体辐射源,通过测量632.8 nm下的转换光子信号的光子计数,实现黑体辐射源在3.34 μm波段光谱辐亮度的绝对定标,报道了1.53%的定标不确定度。     

大功率L波段全光纤超荧光光源

利用高功率泵浦的双包层Er^3＋／Yb^2＋共掺光纤（EYDF）放大器,对L波段小信号源进行放大,在1．668W泵浦光下,获得了波长范围在1568～1597nm、功率达216mW的超荧光输出。对单程和双程2种放大结构进行了比较详细的对比研究。结果表明：2种结构均可以得到高功率L波段超荧光输出,但双程结构具有比单程结构更高的转换效率和更大的增益;通过增加小信号源的功率,可以有效地抑止短波长激光的产生,并在一定程度上平坦L波段的光谱。     

拉曼-荧光联合水下探测系统及初步试验

深海热液环境中存在着巨大的化学和热梯度,快速剧烈的混合和生物合作过程产生了多种多样的矿物合作过程,并培养了大量的化学合成微生物。激光拉曼光谱非常适合于深海热液环境矿物过程的探测,然而要对矿物与微生物作用过程进行研究,还需要与荧光光谱技术进行联合。针对深海热液的探测需求,研发了一套拉曼-荧光联合光谱水下原位探测原理样机。该联合系统主要通过双波长激光器和两个微型光谱仪实现,双波长激光器同时发射266 nm和532 nm激光,其中532 nm激光用来激发拉曼光谱,266 nm激光用来激发荧光光谱。根据波长不同,双波长激光被分为两束分别经两片石英玻璃窗口照射到海水或液体样品上。产生的拉曼和荧光光谱经后向散射收集并分别耦合到拉曼和荧光光谱仪中。整个系统集成于L790 mm270 mm的舱体内,在舱体前端有光学窗口和水密插头,舱体内部主要包括双波长激光器、光谱仪、嵌入式计算机和供电装置,甲板控制终端通过电缆实现对系统的供电、控制和数据采集。利用搭建的原理样机在实验室对海水和拟棱形藻样品进行探测,实验结果初步证明拉曼-荧光联合光谱探测装置的可行性,之后系统在青岛近岸进行了实验并获得了实验数据。下一步将优化系统并应用于深海热液环境探测。     

荧光寿命分析法鉴别机油品种特征信息提取

由于机油的品种鉴别在环境监测、事故认定等领域有着重要的作用,结合非线性最小二乘法的荧光寿命衰减曲线提取技术,能解决不同机油混合后的分类识别问题。研究通过激光诱导荧光雷达系统,利用时间分辨荧光实验,采用非线性最小二乘法将荧光寿命衰减曲线按照不同指数拟合,从相关指数及残差分布确定最佳拟合曲线。实验结果表明,三种不同机油产品的荧光寿命衰减曲线按照不同指数衰减其拟合效果不同,选取各自最佳拟合曲线,按照合成规律可以拟合出不同机油的荧光平均寿命参数,通过误差分析可信赖程度在95%以上。当以所有激发区域内像素点的平均荧光寿命为中心,利用2倍标准差作为置信限,统计其中两种不同机油激发区域中像素点荧光寿命值落入各自置信区间内的概率,二者的概率分别为87%和68%。通过三种不同油品的对比试验,验证了利用荧光寿命分析法实现不同机油产品油种识别的可能性,并可通过荧光寿命成像判断不同油种的空间分布信息。荧光寿命分析法为机油产品油种鉴别、成分分析及检测空间分布提供了一种新途径。     

Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷的热负载管理

为了研究Yb3+:LuLiF4晶体在反Stokes荧光制冷过程中的热负载管理机制，开展了在常压（1.0105 Pa）和高真空（2.510-3 Pa）状态下的激光制冷实验。掺杂浓度为5 mol%的样品由两根光纤支撑，被放置在真空状态不同的腔体内。利用波长1 020 nm，功率3 W的激光激发样品。在常压下，样品温度相对室温下降了△T12 K；在高真空下，△T26 K。对于常压状态，空气热对流负载约11.23 mW，光纤热传导负载约0.03 mW，腔体热辐射负载约4.8 mW。对于高真空状态，空气热对流负载约0.03 mW，光纤热传导负载约0.07 mW，腔体热辐射负载约10.4 mW。实验结果表明，当腔体压强由-105 Pa降至-10-3 Pa时，空气热对流负载几乎忽略不计，而腔体热辐射负载则成为作用在制冷样品上最主要的热负载。     

晶圆金属表面纳米颗粒暗场检测系统设计

缺陷检测是基于金属膜层激发表面等离子体进行超衍射加工前的重要工艺流程，但目前先进空白晶圆缺陷检测设备光源多位于深紫外波段，恰好在KrF等深紫外光刻胶的感光范围内，检测带有该光刻胶的晶圆表面时易导致光刻胶感光而改性失效。针对此问题，笔者提出并设计了一种基于可见光波段的激光偏振暗场检测装置。该装置利用晶圆表面顶层银膜的偏振转换特性，通过调控入射光的偏振态与入射角，使微粗糙银膜表面的弱散射光偏振态与膜层表面颗粒的散射光偏振态产生差异，然后利用偏振器件对来自银膜表面的散射光进行部分滤除，有效提高了颗粒信号的信噪比。实验结果表明：所设计的装置在不影响光刻胶的同时还可以减少金属膜层表面散射所带来的缺陷误检。在对百纳米级颗粒进行检测时，由于使用了激光照明及高灵敏度的sCMOS作为探测器件，本装置单次曝光时间仅为150μs，是奥林巴斯公司基于白光的DSX1000暗场显微镜的4‰左右。通过抑制噪声，笔者采用该装置实测了均方根（RMS）粗糙度为3.4 nm的银膜表面上直径为61 nm的聚苯乙烯乳胶颗粒，结果显示，该装置在探测极限和探测效率上较DSX1000均有较大提升。