饱和激发情况下油荧光非线性特征初步分析

利用激光诱导荧光( LIF)技术,从荧光强度和光谱偏移两个角度研究饱和激发状态下油荧光的非线性变化特征。利用能量变化的激光束诱导油样本荧光,获得荧光强度变化数据,通过非线性曲线拟合来标定荧光特征峰位430nm处的强度变化参数,获得该波长荧光强度的线性变化范围和非线性趋势,并利用探测波长处荧光强度构造出随诱导光强变化的三维油荧光光谱,实现基于激发光能量参量的油样本光谱区分。实验中,针对普通荧光光谱法无法区分的油样本,结合饱和激发状态下油荧光非线性变化和基于激发光能量参量的油样本光谱特征,实现了样本的有效区分。     

生物气溶胶的激光光谱识别研究

生物气溶胶对人类的健康、动植物的生长可构成很大的威胁。生物气溶胶的激光光谱识别和荧光雷达探测研究有利于人类与传染疾病作斗争。有条件采样单位于生物气溶胶荧光光谱分析仪在荧光收集系统之后巧妙地把粒子的弹性散射光和未经色散的荧光按产生的时间先后分成两个部分。光谱仪有条件采样过程可降低数据采集和数据处理速率，提高信噪比。有条件触发单粒子生物气溶胶荧光光谱分析仪的光源为一台连续的Ar＋激光器和一台四倍频Nd：YAG激光器，可得到紫外荧光信息，扩大了应用范围。该仪器必须满足严格的时序条件和逻辑条件。利用紫外激光诱导荧光雷达探测技术可进行生物气溶胶及生物战剂的识别研究。一台紫外－荧光雷达系统，当探测距离为3000m时，浓度探测极限为500mg／m3。一种长距离生物传感探测系统可对正在运动中的气溶胶云团进行测距、探测和跟踪，跟踪高度可达30km。     

铀酰溶液中铀含量的激光诱导击穿光谱测量

为了快速定量地分析待测样品中铀元素含量信息, 采用激光诱导击穿光谱技术结合内标法, 通过脉宽为7ns、输出能量为20mJ的纳秒激光脉冲诱导涂有硝酸双氧铀的石墨片产生等离子体光谱, 测量了波长范围为300nm~800nm的光谱数据, 对涂有不同浓度的铀样品进行了定量分析以及理论分析和实验验证, 取得了UⅡ 409.01nm和UⅡ 367.01nm谱线和CⅠ 373.72nm, CⅡ 383.57nm, CⅢ 378.94nm谱线数据。结果表明, 样品浓度低于5.0×10-3mol/m2(本文中研究的是面密度)时, 铀归一化强度与铀浓度存在较好的线性关系, 激光诱导击穿光谱技术与内标法结合可以用于快速定量分析待测样品中铀元素含量信息。该研究为核污染和铀矿中微量铀元素的快速检测分析提供了参考。     

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。     

机载激光雷达探测大气气溶胶时人眼安全的数值分析

采用美国ANSI标准,定量分析了机载环境激光雷达进行气溶胶探测时激光脉冲眼睛安全最大阈值能量、激光束发散角及高度的关系;计算了当1064 nm和532 nm激光脉冲能量相等时不同高度上激光脉冲眼睛安全最大阈值能量;同时模拟计算了激光脉冲眼睛安全系数SL与1064 nm和532 nm的激光脉冲能量、高度的关系,为我国第一台机载大气探测激光雷达探测气溶胶提供了激光脉冲能量设置的理论依据.     

激光能量及重复频率对土壤等离子体特性的影响

利用波长为1064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器作光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件(ICCD)作为谱线分离与探测器件,测量并分析了激光能量及重复频率对土壤中铅元素激光诱导击穿光谱特性的影响。实验结果表明,随着激光脉冲能量(在25~105 mJ范围内)增加,谱线强度呈线性增加,随后谱线强度随脉冲能量(105~165 mJ)的变化呈非线性关系。信背比随激光能量的增加而增大,但激光能量超过60 mJ后基本上不变。激光重复频率为1 Hz时,谱线强度最大,而谱线强度的相对标准偏差则在重复频率为7 Hz时最小。     

动脉粥样硬化斑块和血管壁的荧光光谱学实验研究

为区分动脉粥样硬化斑块和血管壁,以给激光血管成形术的实时监控提供依据,我们研究了动脉粥样硬化斑块和血管壁的激光诱导荧光光谱.选用日本雄性大耳白兔15只,以高脂饲料喂养3个月,取主动脉弓作纵行切开,分别采用380nm紫外激光和532nm绿激光作为激发光源诱导动脉粥样硬化斑块和血管壁的荧光光谱.结果显示:380nm紫外激光诱导的动脉粥样硬化斑块和血管壁的荧光光谱在416nm处均有明显特征峰,但前者的强度显著高于后者;532nm绿激光诱导的动脉粥样硬化斑块和血管壁的荧光光谱均在532nm和800nm处有明显特征峰,但强度无明显差别.说明紫外激光诱导的荧光光谱可以有效区分动脉粥样硬化斑块和血管壁,而532nm绿激光诱导的荧光光谱不能有效区分动脉粥样硬化斑块和血管壁.     

应用激光诱导击穿光谱测量水体中痕量重金属锌

利用激光诱导击穿光谱(LIBS)对水体中痕量重金属锌进行定性及定量分析,以1064nm波长Nd…YAG脉冲激光为激发光源,采用高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件(ICCD)为谱线分离与探测器件,以锌(Zn:481.1nm)特征谱线作为分析线,测定不同浓度下的特征谱线强度。实验中以固体圆饼状石墨块为样品基体进行元素富集,滴定固定量的已知不同浓度的氯化锌溶液于基体表面固定区域,烘干并制备实验待测样品。结果表明,锌的最佳探测延迟时间为1100ns,元素谱线强度随着样品浓度的增加而增大并在较低浓度下呈线性关系,得到水体中锌元素的痕量检测限4.108mg/L。研究结果为进一步开展水体痕量重金属的激光诱导击穿光谱测量提供了方法。     

激光诱导碘荧光(LIIF)强度与激发激光波长的关系

理论上简要地分析了在可见光波段碘荧光强度与激发激光波长的关系 ,并用波长为 5 32nm半导体倍频Nd :YAG激光、波长为 5 14 .5nm、5 0 1.7nm、4 96 .5nm和 4 88nm的氩离子激光激发碘分子 ,通过对获得的荧光信号分析得出 ,五种波长的激光均可诱导出碘荧光。对相同的激光功率 ,波长为 5 32nm的倍频Nd :YAG诱导出的碘荧光信号比波长为 5 14 .5nm的氩离子激光强 ,两种激光均可作为碘气体的激发激光。其它三种波长激光诱导出碘荧光强度弱 ,在激发激光传输方向衰减明显 ,不适合作为碘荧光的激发激光。     

不同固液相组分下土壤蒽的激光诱导荧光发射光谱特性研究

以蒽为研究对象,研究了不同土壤固、液相组分下蒽的激光诱导荧光发射光谱特性。结果显示,在266 nm激光激发下,土壤蒽在420 nm和444 nm附近分别具有荧光峰,当土壤的原生矿物和次生矿物比例发生变化时,蒽的荧光光谱峰位置未发生明显偏移,420 nm处荧光峰处强度的相对标准偏差为4.52%;土壤中腐殖质种类、浓度改变时,蒽的荧光强度随浓度增大而降低,在不同浓度的腐殖酸和富里酸的土壤中,420 nm处的荧光峰处强度的相对标准偏差分别为38.1%和27.4%,且正交实验的极差分析结果表明腐殖酸对强度影响大于富里酸;受到重金属污染后的土壤蒽的激光诱导荧光强度明显下降,但液相重金属不同浓度的土壤中,蒽在420 nm处的荧光强度差异不大,荧光峰位置未发生明显偏移.在土壤中含有不同浓度的Cd时,其相对标准偏差为1.60%,含有不同浓度的Cu时,其相对标准偏差为2.05%,含有不同浓度的Pb时,其相对标准偏差为4.54%。因此,采用荧光峰强度定标法测定时,应考虑固液组分变化导致的光谱强度差异。该研究结果为采用激光诱导荧光光谱技术对土壤蒽准确测量提供了基础数据。     

不同波长光照射血液诱发的荧光光谱研究

为研究波长因素在激光与血液相互作用中的影响 ,从健康人静脉采集血液 ,分别用 5 0 2nm ,5 30nm和 6 32 8nm波长光照射血液样品 ,同时用光栅光谱仪检测其荧光光谱。结果表明 ,5 30nm波长光在血液中引发的荧光辐射最强 ;5 0 2nm波长光在血液中引发的荧光辐射比较弱 ;6 32 8nm波长光照射血液 ,所产生的发射光谱在原激发光的长波和短波两个方向都有分布。这一结果提示 ,上述三种波长光与血液相互作用的过程有所不同 ,因而其对血液的生物效应也会有所差异。     

半导体激光泵浦的掺铒光纤可见荧光实验研究

本文运用0.8μm半导体激光泵浦掺铒光纤获得了在0.460μm和0.546μm两波长的荧光,给出了光谱测试图及泵浦功率与可见荧光输出的关系曲线。这一装置具有制作紧凑而实用的荧光光纤光源的潜力,并可用作光纤陀螺,白光干涉仪的低相干度光源。     

He-Ne激光照射人血液对荧光光谱影响研究

取离体健康人血液,用2mw、6mw、8mW、10mW不同功率的低强度He-Ne激光照射30min后,再以407nm和532nm作为激发光测量了全血的荧光光谱。发现对于不同功率的He-Ne激光照射过的血液,荧光峰值与照射前有明显的变化。应用光谱基础知识对实验结果进行了分析和讨论。     

新型红外激光染料的激光和荧光特性

图1是HR-101吸收光谱和荧光光谱,可以看到吸收谱与荧光谱主要部分是镜像对称的,而且有交迭,说明染料有自吸收,可以通过浓度和光程长度改变使得调谐范围朝长波移动。其它几种染料的吸收谱和荧光谱列于表1。 荧光量子效率用声光谱技术可作绝对测量。对新激光染料的测量结果列于表2。用氮分子激光作激发源,用宽带示波器和PIN管测得的染料荧光寿命也列于表2。     

准分子激光对钛宝石辐照作用的研究

采用波长为193 nm的ArF准分子激光对钛宝石进行辐照,对比辐照前后的吸收光谱,218 nm处的吸收增加幅度明显大于193 nm和266 nm的吸收峰.通过对不同品质因素(FOM)值样品在420 nm处的荧光强度检测,发现FOM值随荧光强度减小而增大,对比钛宝石样品在准分子激光辐照前后的420 nm荧光谱,可以发现荧光强度明显降低.在检测样品的电子顺磁共振(EPR)谱后发现,Ti3 离子的电子顺磁共振信号在辐照后强度明显增强.表明钛宝石在准分子激光辐照过程中有Ti4 离子向Ti3 离子转变趋势.     

双波长腔外同步和频355nm准连续全固态激光器

为了获得能够实用化的大功率355nm准连续全固态激光器,采用同一台双通道射频驱动源对准连续1064nm激光器和532nm激光器中的声光Q开关同时进行调制的方法来实现二者的同步,通过消色差透镜将1064nm光和532nm光同时耦合到Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行和频产生355nm紫外激光。在总注入电功率为436W、重复频率为6kHz时,355nm激光最大输出功率6.8W,脉宽为67ns,总转换效率为1.56%。结果表明,采用双波长腔外同步和频的方法可以获得大功率355nm准连续激光输出。     

Axial and radial fluorescence of dye-doped polymer fiber

Fluorescence spectra of perylene-doped polymer fiber were measured in both radial and axial directions, i.e., for leaky and guided beams, by exciting the fiber with a pulsed laser of 460-540-nm wavelength. Green (540-550 nm) and yellow (580 nm) peaks were observed in the radial fluorescence spectrum. Measuring fluorescence change at positions closer to the input end and progressing forward to the output end, we observed that green fluorescence decreased rapidly corresponding to an attenuation constant at incident laser wavelength. In contrast, yellow fluorescence decreased gradually, because it was induced by the absorption of green fluorescence, which attenuated more gradually than incident laser. Therefore, in axial output beams, green fluorescence was much weaker than yellow. As incident laser power increased, intensities of axial green fluorescence and radial fluorescence (both green and yellow) saturated to a certain level. In contrast, axial yellow fluorescence increased nonlinearly with increase in laser power. The output light intensity became strongest at a fiber length of 20-30 mm. These phenomena were analyzed theoretically taking self-absorption and stimulated emission by fluorescent dyes into consideration     

一种嵌入式净水系统在线水质监测装置的研发

设计完成了一种适用于末端净水系统的嵌入式在线水质监测装置。选用280 nm波长的深紫外LED激发溶解性有机物腐殖质类荧光团产生发射波长在400 nm^500 nm范围内的荧光,将探测的荧光和散射光信号通过跨阻运放和低通滤波电路后,送入微处理器进行模数转换和数据处理。采用国际腐殖质协会自然有机物标准品配制溶液测试,结果发现监测装置的荧光信号值与溶解性有机碳浓度呈现出良好的线性关系,且具有响应快速、灵敏度高和功耗低等优点。