差分透过率光谱技术在超快速现象研究中的应用

首先概述了飞秒光谱技术在超快速现象研究中的应用,然后详细地介绍了一种重要的飞秒光谱技术---差分透过率光谱用于测量分立的分子系统的激发态动力学和用于测量晶体中激子的衰变动力学原理、实验技术,并介绍了一些研究实例。最后讨论了差分透过率光谱技术在超快速过程研究中所遇到的困难及解决的办法。     

我国首例飞秒时间分辨近场光学系统

近年来，随着飞秒脉冲激光技术的发展．飞秒时间分辨光谱技术在纳米材料的载流子弛豫动力学、化学反应动力学、光合作用超快过程等研究领域得到了广泛应用。其中很多研究对象的超快动力学性质具有高度空间依赖性，如纳米材料、量子线、量子点以及光合系统捕光色素复合物等。由于普通的远场飞秒光谱技术受到衍射极限的限制．无法对纳米结构的非均一性所造成的精细结构加以分析．     

飞秒脉冲和飞秒级超快过程的自动化相关测量

本文介绍一种飞秒(fs)激光脉冲和皮秒(ps)级至飞秒级超快过程的自动化相关测量技术和装置,并讨论与此有关的若干问题,其中包括因群速度色散引起的脉冲增宽和畸变、啁啾脉冲、相干耦合假像等。该装置应用时间分辨非线性光学相关测量原理和信号差分技术、锁相技术和积分平均技术,可测量物质的瞬态饱和吸收、瞬态荧光、瞬态反射和衍射光谱等,适用于研究凝聚态物质,特别是固态(半导体、金属非线性晶体)的超快速动力学过程,亦可以通过非线性效应,测定晶体材料的某些非线性光学参数。 该装置全部采用国产元器件研制而成。测量的时间分弁为0.7飞秒,重复性误差小于0.5飞秒。从     

宽光谱宽光束瞄具透过率测试系统

介绍了一种可用于瞄具、望远镜、透镜等光学系统的新型透过率检测系统。系统集光谱技术、检测与转换技术、计算机技术等多种技术于一体,分别设计了白光和光谱光源准直扩束系统和双通道反射测量光路。可进行宽光谱范围和大口径透过率检测。同时保证系统减小杂光、背景光和光源波动引起的误差。光谱范围覆盖可见—近红外波段(300~1600 nm),测量光束直径可达60 mm,分别使用4种透过率的标准透过率板进行标定实验,得到绝对测量误差≤0.5%的实验结果。     

飞秒相干态相位光谱的原理,技术与应用

凝聚态物质体系中飞秒量级相干态相位特性的研究，无疑是光学瞬态相于过程和相干控制的研究的重要发展方向．最近，由于稳定的飞秒固体激光器的发展，使人们能够在飞秒和亚飞秒尺度研究相干态的相位动力学特性．非线性四波混频（FMM）是用飞秒脉冲研究超快弛豫和相干退相过程最常用的方法，Big。t等人用该法研究了GaAs量子阱中激子相干辐射的超快相位动力学，所测量的FMM信号表明存在非线性的相移．最近，我们用飞秒脉冲对激发半导体GaAs样品，研究了液氦温度下GaAs带边激发的相干瞬态过程，得到了自由感应衰减信号和时间分辨的相位光…     

32通道光纤阵列式高灵敏飞秒激光光谱分析仪

针对飞秒激光光谱学研究中对微弱光信号的多通 道光谱分析的需求,提出了一种32通道光纤阵列- 锁相放大光谱分析仪(OSA)设计方案。32通道光纤阵列用于传输线型分布光谱信号,经光电 探测器(PD)转换的电信号 由32通道同步数字锁相放大器进行处理。基于现场可编程门阵列(FPGA)设计的32通道同步 数字锁相放 大器,实现了各路独立的微弱光谱信号同时检测功能。针对飞秒激光光谱测量中重复频率为 1kHz的强干 扰,设计1kHz陷波器,提高信号测量的动态范围。设计的OSA的测量光谱范围 为400～1100nm,通 道光谱间隔为4nm。实验结果表明:32通道光纤阵列OSA的通道隔离度大于80dB,输入光噪声密 度为37.9fW/Hz,各通道极限检测灵敏度可达 18.9fW,动态储备达到120dB。应用于飞秒时间分辨荧光 光谱测量,对超荧光干扰抑制效果明显,同时极大地提高了测量灵敏度并缩短动力学测量时 间至6min。 本文实现的OSA具有灵敏度高、体积小和性价比高等优点,适用于对微弱光谱 信号的高灵敏与快速检测分析。     

复合介质薄膜中的声子振荡弛豫

随着激光技术的发展，人们能获得的激光脉冲越来越短，这样，可以对物质在飞秒领域的超快现象进行直接的瞬态弛豫研究．超快光脉冲与物质的相互作用是科学与技术的一个前沿领域，利用超短激光脉冲诱导出样品中的非平衡态载流子，测量样品的瞬态光谱的变化是近年来发展的一种研究样品中非平衡态电子声子弛豫的新技术．在超快激光脉冲作用下引起样品瞬态光学透过率随时间变化的测量中，使用了飞秒脉冲激光器、泵浦-探测（PumP－Probe）技术、计算机控制的光学延迟线、锁定放大器及数据采集系统．激光脉冲宽度为165fs,波长为647urn，脉冲重复…     

针对不同光谱类型恒星的大气透过率仪定标测量研究

介绍了利用夜晚恒星辐射测量整层大气透过率的仪器及定标方法.基于已有的研究工作基础,利用Visual C++6.0开发和完善了整层大气透过率采集程序,使仪器具有自动采集数据功能.利用整层大气透过率测量仪对不同光谱类型的恒星分别进行了测量定标实验,对测量数据进行了分析和处理,得到了六大类光谱恒星在大气层上界的仪器测量值.基于夜晚整层大气透过率测量多目标定标原理,在完成各大光谱类型的恒星辐射定标测量后,就能进行仪器的实时大气透过率测量.     

一种计算大气透过率的方法

在简要分析大气透过率的基础上，提出了一种工于大气光谱辐射亮度的计算大气透过率的新方法，并详细地介绍此方法的理论推导过程。新方法需要的数据容易测量，可有效地降低计算大气透过率的难度，减少工作量，并且能提高计算结果的时效性。     

3.2μm水汽吸收谱带参数的计算和测量

本文对随机模式中３．２μｍ水汽吸收谱带参数作了计算和测量。参数的计算用的是我们自己编制的红外辐射大气透过率计算程序，同时用红外光谱辐射计依据差分吸收技术测量水汽的透过率。计算的和测量的结果非常一致。     

飞秒激光及超快光谱技术

近年来随着钛蓝宝石光克尔锁模新技术的发展，桌面飞秒超强、超快钛蓝宝石激光光源已经商品化，为实验室研究工作提供了崭新的设备．本报告将首先介绍钛蓝宝石飞秒激光工作原理及飞秒激光啁啾放大过程．随后，将结合近年来利用北京大学已配备的两台钛蓝宝石飞秒激光光源（Mira900F，美国相干公司和Tsunami＋TSA10，美国光谱物理公司）所进行的研究工作介绍有关飞秒光谱内容．包括飞秒荧光上转换实验、飞秒光克尔实验以及飞秒超强光泵浦-探测实验等．阐述利用这些实验装置所进行的蛋白分子等生命超快过程的研究、化学动力学过程的研究、新…     

3．2μm水汽吸收谱带参数的计算和测量

本文对随机模式中３．２μｍ水汽吸收谱带参数作了计算和测量。参数的计算用的是我们自己编制的红外辐射大气透过率计算程序，同时用红外光谱辐射计依据差分吸收技术测量水汽的透过率。计算的和测量的结果非常一致。     

自参考光谱干涉法测量飞秒脉冲的研究进展

飞秒脉冲测量是飞秒激光技术中一项重要技术。介绍了最近出现的一种简单、高性能的飞秒脉冲测量新方法,即自参考光谱干涉测量法。对其研究现状和进展情况做了综述,并详细分析和比较了基于三种三阶非线性效应(交叉偏振波、自衍射、瞬态光栅)的自参考光谱干涉方法的优缺点,为以后相关的研究和应用提供一个综合性的参考。     

三种聚合物光纤γ射线辐照光谱特性实验研究

分析了聚合物光纤在辐照环境下的物理化学变化，实验研究了聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）.聚碳酸脂（PC）、聚苯乙烯（PS）三种光纤在不同剂量的γ射线辐照下的辐照损伤效应，测量了三种聚合物光纤在可见光波段的辐照光谱。测量结果表明，光纤的辐照损伤和恢复都有波长相关性，在0.1kGy和1kGy辐照剂量时，三种光纤的透过率光谱趋势类似，整个可见光波段透过率光谱都较平坦；在5kGy和10kGy辐照剂量时，测得的辐照光谱在不同波长段出现峰值，辐照剂量越高剂量率越大，光谱的峰值效果越明显，透过率起伏越多，透过率峰值也向长波段偏移     

薄膜的近场超快和拉曼光谱

扫描近场光学显微镜（ＳＮＯＭ）提供了次波长的空间分辨率．通常将它用于高分辨形貌研究．近来出现了一些报道,将它与各种光谱方法联合使用,开展了近场光谱研究．已经成功的在次波长的空间进行飞秒超快动力学,发光光谱和拉曼光谱等研究．这种近场光谱技术为纳米结构和生物大分子等中的物理现象研究开辟了一个新的领域．我们也进行了一些尝试,将ＳＮＯＭ与飞秒时间分辨的泵浦一探测技术相结合,对ＣｄＳｅ纳米粒子薄膜中的超快动力学进行了研究．还将ＳＮＯＭ与拉曼光谱仪相结合,研究了ＣＶＤ金钢石薄膜的拉曼光谱．我们自制了一套ＳＮ…     

飞秒光谱全息技术及飞秒整形技术的应用

飞秒光谱全息是飞秒脉冲整形技术中非常重要的一种方法,它可以实现飞秒脉冲信号的记录、再现和处理。主要介绍飞秒光谱全息技术及飞秒脉冲时空变换整形在飞秒化学领域的最新应用。     

GaAs中光生重空穴散射的飞秒光谱

采用可调谐飞秒激光光谱技术 ,研究 Ga As中光生重空穴的超快弛豫动力学过程 .测得重空穴的弛豫时间为 1 50 fs,表明空穴的热弛豫由空穴 -空穴散射和空穴吸收光学声子共同决定 .给出光生空穴的空穴 -空穴散射率公式 ,说明价带类 | p〉波函数的各向异性使得低能量空穴的散射率变小 .计算得到的空穴弛豫时间与实验结果较好符合 .     

GaAs中光生重空穴散射的飞秒光谱

采用可调谐飞秒激光光谱技术,研究GaAs中光生重空穴的超快弛豫动力学过程.测得重空穴的弛豫时间为150fs,表明空穴的热弛豫由空穴-空穴散射和空穴吸收光学声子共同决定.给出光生空穴的空穴-空穴散射率公式,说明价带类ρ>波函数的各向异性使得低能量空穴的散射率变小.计算得到的空穴弛豫时间与实验结果较好符合.     

危险气体泄漏的光学遥测技术及其进展

危险气体泄漏的防范和快速检测是当前国内外迫切需要的关键技术,危险气体一旦发生泄漏,将会对环境造成危害,造成火灾、爆炸等灾害,甚至造成生命财产的重大损失。本文介绍了几种危险气体光学遥测技术的基本原理、应用和进展:差分吸收激光雷达技术(DIAL)、可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱技术、差分吸收光谱技术(DOAS)、多光谱和超光谱气体检测技术,最后对气体光学遥测有待进一步研究的关键技术进行了分析。     

超快荧光光谱的光谱特性和时间特性的研究

飞秒脉冲激光器和时间分辨率优于 2ps的条纹相机相结合测量超快荧光光谱的光谱特性和时间特性 ,分析了荧光光谱的产生 ,给出了时间分辨荧光光谱的测量 ;实际测量了一种有机光盘存储记录材料偶氮染料掺杂薄膜的时间分辨荧光光谱和荧光寿命。