TEACO_2激光多光子解离CF_3CHCl_2分离 H、D同位素

最近 J.B.Marling 等报导了用 TEA-CO_2 激光多光子解离2,2-二氯1,1,1-三氟乙烷(CF_3 CHCl_2即 Freon-123)浓缩了氘同位素。由于这个体系有许多优点,引起人们的很大兴趣。我们实验室制备了CF_3 CHCl_2、CF_3 CDCl_2 及 CF_2 ClCHClF、CF_2 ClCDClF化合物并测定了它们的红外光谱,开展了 CF_3 HCl_2-CF_3 CDCl_2 激光辐照分离 H-D 同位素的实验,观察到了 H、D 同位素的富集。     

光谱学在等离子体刻蚀研究中的应用

研究了摄谱系统在CF_3H等离子体工艺研究中的应用。SiO_2的CF_3H等离子体刻蚀速率与等离子体中被测组分的谱线发射强度有关。用CF_3H等离子体刻蚀SiO_2时,HF是一个理想的组分。这种摄谱系统具有控制等离子体刻蚀和沉积两种工艺的潜力,最终能使这些工艺自功化。     

氟里昂-123的红外多光子解离

我们为了研究2.2-二氯-1,1,1-三氟乙烷为原料,激光分离 H/D,自制了氟里昂-123和它的含氘化合物,它们的红外光谱与文献中的谱图符合。以 TEA CO_2激光照射氟里昂-123,经JMS-D300质谱仪鉴定,其H/D分离系数高达18。我们探讨了含氢和含氘的氟里昂-123分子间的能量交换对富集系数降低所产生的影响。CF_3CDCl_2和CF_3CHCl_2分别在同一的能量密度(约为4.5J/cm~2)TEA CO_2激光照射下,前者强烈分解,而后者并不分解。将上述二者混合物(2托)在相同条件下照射,二个组分随着激光照射次数的增加均有强烈的分解,CF_3CHCl_2分子在同一功率激光照射下单独时无分解,与含氘分子混合时就有分解,说明这二者分子间碰撞有能量转移.若是照射同样混合物样品,适当降低能量密度约1J/cm~2,则混合物中CF_3CDCl_2很快分解,而CF_3CHCl_2分解很少,这表明单从激发态 CF_3CDCl_2分子转移过来的能量也不足以使CF_3CHCl_2分解,另外还需吸收能量使其达到分解阈值。     

CF_2Cl_2加氧体系的激光化学反应

用10.6μTEA CO_2脉冲红外激光辐照9～760托含O_21.3～9.9%的CF_2Cl_2混合气体。通过对比辐照前、后的红外及质谱分析结果,查明生成了CF_3Cl,CO,CO_2,CF_2O,CFClO,C_2F_4Cl_2。在我们的较高气压(总压300托)的试验中,C_2F_4Cl-2>CF_3Cl。本实验的含氧产物中除CF_2O,CFClO 外,还有CO和CO_2,这是文献的试验所没有的,与紫外光子在大气中时CF_2Cl_2的光解产物相似,而后者又无CF_3Cl和C-2F_4Cl_2生成。通过对反应产物的分析我们认为在含氧1.3%的 F_(12)体系中用10.6μ激光辐照时,反应的初元过程与纯 F_(12)被激光作用时一样,依然是:     

红外激光引发CF_3CF=CF_2+O_2和CF_3CF=CF_2+C_2F_4+O_2反应

本文报道了在TEA CO_2激光P(28)线<00°1-02°0>照射时,红外激光引发CF_3CF=CF_3+O_2反应和CF_3CF=CF_2+C_2F_4+O_2反应。在反应中,得到的主要产物是CF_2O。根据反应产物可以推论在激光引发这二个体系反应过程中,存在着CF_2(~3B_1)卡宾,由于CF_2(~3B_1)卡宾和O_2反应生成CF_2O。当反应体系中存在C_2F_4时,由于C_2F_4参与CF_2O_2+C_2F_4→     

CF_2Cl_2的激光裂解研究

本工作是用连续波CO_2激光对CF_2Cl_2进行辐照,考察了不同气体压力,不同激光功率时的光解产物,并与热裂解相比较。实验结果发现激光裂解的最终产物与热裂解没有明显的差别,这表明连续CO_2激光辐照CF_2Cl_2的净效应与简单加热效应相似。实验的主要结果是:①CF_2Cl_2激光裂解的主要产物是C_3F_4Cl_2、CF_3Cl和Cl_2②气体压力在30～300托范围内,光解产物中C_2F_4Cl_2含量多;300托～常压范围内,CF_3Cl含量多,且随着压力升高,主要产物由C_2F_4Cl_2向CF_3Cl转化。③用不同功率密度(1000～2000W/cm~2)的激光辐照时,发现CF_2Cl_2的分解分数f与所吸收的能量E为一线性关系。且气体压力高时,引发反应的阈值功率密度低。④气体压力在30～300托范围内,都可找到相适应的激光功率密     

用调谐的TEA CO_2激光多光子离解三氟甲烷分离氘同位素

用调谐TEA CO_2激光多光子离解CF_3H分离氘同位素,用气相色谱法确定氘的浓缩系数为1.2×10~4。     

用强红外激光辐照CF_3I+CO_2混合物合成CI_4晶体

用TEACO_2激光辐照CF_3I+CO_2气体混合物,获得最大直径为0.5mm CI_4晶体颗粒的研究结果。指出CF_3I+CO_2混合物在强脉冲红外激光辐照下的反应方程为     

液体射流激光击穿光谱检测重金属研究

基于自行研制的新型液体射流的激光诱导击穿光谱(LIBS)实验装置,研究了实验条件(如积分延时、激光能量等)对金属LIBS谱线强度的影响。实验获取了K2Cr2O7、Pb(NO3)2和CdBr2水溶液样品在532nm激光激发下的等离子体发射光谱,标识了Cr、Pb和Cd等重金属元素的特征谱线,获得Cr、Pb、Cd的探测限约为0.32、15.6、57.6mg/L,展示了液体射流LIBS用于水体中重金属快速检测的能力。     

CF_2Cl_2+H_2体系的激光化学反应

用TEA CO_2脉冲激光器研究了CF_2Cl~2+H~2体系在不同压力、不同比例、用不同材质与不同规格的反应池、不同激光功率密度及不同照射次数等条件下的激光化学反应。其结果:①得到的主要产物为C_2F_4和HCl,尚有少量块烃和氟块,与热管反应产物(CF_2H)_2不同;②反应速率在低 H_2压时随 H_2压的增加而增加,高H_2压时则相反,当H_2压相同时,反应速率随CF_2Cl_2分压的增加而增加,认为该反应是因多次光子吸收而活化的CF_2Cl_2分子与 H_2碰撞的结果;③观察到了反应所伴随的绿色——桔黄色可见辐射,其强度随气体压力的变化规律,与反应速率随气体压力的变化规律相同;④对照激光照射前后的红外吸收光谱,可以看到有同位素效应。在同样条件下,波数为880cm~(-1)的峰(相当于 CCl_2的伸缩振动)与波数为920cm~(-1)的峰之比,经激光照射后有明显下降。     

激光分离碳同位素

用TEA CO_2激光9.6μm的R(14)支线选择性地解离CF_3I,以得到C-13同位素的富集.在-80℃时,对0.2Torr CF_3I、4Torr O_2的反应体系,取得89的富集系数.研究了富集系数与捕捉剂、温度、能量密度和解离率的关系.     

LIBS检测钢液Mn元素的实验条件优化

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术作为一种快速分析元素组成技术,在冶金分析领域具有广阔的应用前景。实验参数对LIBS检测钢液元素有较大影响,为提高LIBS技术检测的灵敏度需要对系统关键参数激光脉冲能量和ICCD门延时进行优化。本实验以钢液中Mn元素的分析线为研究对象,在激光等离子体满足局部热平衡和光学薄条件下,用Mn元素最大信噪比(SNR)来筛选优化结果。结果表明,通过优化这些实验参数,得到高光谱强度和信噪比的LIBS信号,确定了最佳实验条件,这为LIBS钢液元素定量分析打下了坚实的实验数据基础。     

光泵CF_4 16μm激光器

本文介绍了我国第一台光泵 CF_416μm 激光器。该器件以 TEA CO_2激光器为泵浦源,以其9R(12)跃迁线泵浦长3.77m 吸收池内的冷却 CF_4分子,获得16μm 激光输出.泵浦光由低气压连续增益池压缩线宽,用限孔光阑得单横模,并与光泵腔良好模式匹配,用 KCl 棱镜分开泵浦光和16μm 光,在700mJ 的泵浦源能量下获得25mJ 超辐射输出能量。光量子转换效率7%左右.激光脉宽窄于150ns。整个器件可在约0.5Hg 重复率下,以20mJ 的能量稳定运转数千次。本文描述了低气压连续增益池对输出稳定性及效率的作用,CF_4池温度对激光输出特性的影响,得到 CF_4最佳运转压力及压力变化对16μm 激光脉宽的关系,泵浦源能量与16μm 输出的线性关系。文章还谈及用 CO_2的9R(10)线泵浦时的不同结果,并讨论那些偏离 CF_4吸收峰较远的泵浦线采用高气压连续调谐 CO_2激光器为泵浦源的优越性。     

双频CO_2激光多光子离解CF_3CHCl_2分离氘

本文研究在双频CO_2激光辐照下CF_3CDCl_2-CF_3CHCl_2混合气的多光子离解。所获得的氘的一步浓缩系数β_(产物)达1600,比单频CO_2激光辐照下离解的浓缩系数大。     

横向脉冲化学激光器:大气压下操作的HF激光器

在C_3H_8-He-SF_6混合物中,通过多重横向火花放电产生振动-转动跃迁的HF,在大气压下获得化学激光运转。用C_4F_8、C_2F_6或CF_4代替SF_6,用H_2、CH_4、C_2H_6或C_4H_(10)代替C_3H_8也获得了激光作用,在低压下获得的最大脉冲峰值功率超过0.5兆瓦。在大气压下,其峰值功率是30千瓦数量级。在某些情况下,压力达到1大气压,激光是超辐射。研究了HF的v=3,2,1的振动能级的P-支跃迁。泵浦反应是F RH=HF~ R。     

集成ICCD单双脉冲LIBS对Pb溶液定量分析比较

激光诱导击穿光谱(LIBS)检测的稳定性和灵敏度不高是制约其发展的两大瓶颈问题。本实验采用集成ICCD的单、双脉冲LIBS系统,对经滤纸富集后的Pb(NO3)2水溶液中的Pb元素进行了分析,比较了采样门宽、积分延迟时间、双脉冲两束激光延迟时间等参数对光谱质量的影响,确定了水溶液中Pb元素的LIBS检测最佳实验条件,结果表明双脉冲具有更好的稳定性。在优化的实验条件下,获取了6个含Pb溶液浓度系列的单、双脉冲LIBS光谱信息,建立了元素真实浓度与其光谱强度之间的关系模型,得到溶液中痕量Pb元素的LIBS检测限分别为15.95μg/mL和5.48μg/mL。拟合结果表明双脉冲具有较高的线性相关系数以及较好的检测灵敏度和检测精度。说明集成ICCD双脉冲LIBS能够改善水体中重金属元素的检测效果。     

影响激光大气传输因素分析

大气对激光传输的影响因素很复杂,如大气湍流、大气气溶胶及大气分子(如CO2、H2O和O3)的吸收和散射等。气溶胶和大气分子的吸收和散射引起激光能量的衰减,作用距离下降;大气湍流引起激光束的偏转、抖动,强度起伏(闪烁)等效应,使激光的空间相关性下降,影响激光的作用效果和精度。详细论述了这些因素对激光大气传输的影响。     

微波辅助激光诱导击穿光谱对大米元素分析的实验研究

利用Nd:YAG纳秒脉冲激光器输出的1064nm波长强光束击打在大米样品表面,用2.45GHz型磁控管同轴输出微 波装置对激光诱导产生的等离子体进行微波加热,结合激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对大 米中元素进行了初步检 测研究。根据美国国家标准与技术研究院原子发射光谱数据库(NIST),对大米中C、Mg、 Ca、Si、Cd等元素在210～480nm波段内的特征谱线进行了标识和归 属,通过对比传统L IBS和微波辅助LIBS(MA-LIBS)产生的等离子体信号光谱,发现MA-LIBS光谱强度增强效果 明显,其最佳增强效果可达21倍多。这些结 果对增强激光诱导等离子体的发光强度具有参考价值,也为提高LIBS技 术探测灵敏度提供了一种全新的研究方法。     

双频CO_2激光多光子离解CF_3CHCl_2分离氘

目前,用红外多光子离解原理分离同位素的大多数实验是在单一频率辐照下进行的。由于辐照时所需激光能量密度较高而导致离解选择性下降,激光能量利用率也较低。用两个频率的激光辐照在一定程度上可以克服上述缺点。本文报导对低气压CF_3CDCl_2—CF_3CHCl_2体系进行了单、双频离解的对比实验。经红外定性分析和质谱定量分析,表明采用双频辐照可获较好的离解选择性和较高的同位素浓缩系数。例如单频 CO_2激光离解相同体系所获得的氘一步浓缩系数最高值为1400(1978年,美国劳伦斯·利弗莫尔实验室)。本实验中双频 CO_2激光离解下获得的一步浓缩系数为1600。我们对双频离解选择性较高的物理原因进行了简要的解释。     

激光分离碳-13同位素的研究

以CF_3I为工作介质的激光分离~(13)C同位素体系,由于工作气压低(约0.2Torr)、低温(约-80℃)操作以及原料较贵而难有工业化价值。 本文以工业用的廉价氟利昂(F-22)为工作介质,以TEA CO_2的9P(20)激光对F-22(GF_2HCl)进行多光子选择解离。激光脉宽约100ns,反应池中焦点处的能量密度约5J/cm~2,