用红外激光鉴定分子键

威斯康星 -麦迪逊大学的研究人员将红外激光聚焦到小样品上 ,以获得仅可探测到的分子振动。该技术除传统的红外光谱外 ,还提供分子内不同键或分子间连接的信息。开发者称之为双振动增强(DOVE)四波混频 ,其本质是二维核磁共振光谱术的光学模拟 ,可用于研究生物系统 ,特别是蛋白质等复杂材料。该技术与核磁共振相似 ,将激光调节至两个分子振动的频率处。但它是用激光模拟感兴趣的分子振动 ,可记录分子内和分子间连接的光谱特征。四波混频技术基于这样的作用 :当三束重叠激光在样品中诱发非线性偏振时 ,产生第四个输出波。三个激光频率组合与…     

研究原子速度分布和碰撞过程的激光光谱学

通常从观察原子和离子谱线的多普勒宽度来测定原子和离子的温度。本文的目的是指出激光光谱学能更详细地提供测量原子和离子速度分布的各种方法。现今，激光光谱学已发展到能灵敏地探测选态原子、分子和离子。谱线线型能以很高的精度来进行测量,非线性激光光谱学,诸如饱和光谱学、双共振光谱学、偏振光谱学等能用于探测那些唯一沿激光光束方向速度为零或是速度分量是非常小的原子。而且，原子与两个或三个空间分立的激光束的相互作用产生的非线性反应能使我们测定二维或三维空间中的原子速度分布。     

对光谱学家颇具吸引力的中红外可调谐光源

对光谱学家颇具吸引力的中红外可调谐光源可调谐激光器研究专家们很久以来就对大约为２～５卜ｍ波长的中红外谱区很感兴趣。由于该谱区内存在许多分子振动谱线，所以对光谱学具有相当的吸引力，从基础研究直到石油勘探都是其应用范围。对水吸收较强的谱线对于医疗及探测集...     

激光引起的声学探测

美囯马萨诸塞理工学院的杜威（C. F. Dewey),卡姆(R. D. Kamm)和哈克特（C. Hackett)研制出一种气体样品红外吸收放大法。该技术可能用在监视空气污染和探测红外激光束的大气吸收中,其方法是把红外激光调谐到污染物的吸收波段,并使其在样品盒上聚焦。当样品分子吸收能量时,会使盒的温度提高,而从产生一个压力波。在室的谐振频率处,以机械法斩断光束,使压力波与之共振,达到附在室壁上的微音器容易探测出的水平。     

用于探测微量气体的室温红外仪器

美国约翰逊空间中心最近研制成一种用以探测空气中浓度非常低的CO或其它几种气体的基于激光器的紧凑型便携式中红外仪器.该仪器在一个样品室内采用了红外吸收光谱技术.该样品室既可以盛空气样品,又可以受空气流量的作用.对样品室质询的激光束是由一个受两束激光束激发的体非线性光学媒质中的差频振荡(DFG)形成的.     

研制新的激光束探测器

用美帝海军研究实验室研制的一种新激光束探测装置在红外区域观察激光束的形状,大小及模结构,可望推动激光束技术发展。     

一种测定极紫外分子转动温度的方法

在分子光谱学中,分子的振动和转动温度是极其重要的参数,它表征了分子各振转能级的布居状况．在可见和红外波段测定分子的振动和转动温度并不困难,但对于那些落在ＶＵＶ和ＸＵＶ波段的高激发态,测定分子的振动和转动温度就是一个难题．本文将报道我们利用极紫外波段分子的相干发射光谱来测量转动温度方面的工作,这对研究真空紫外可调谐激光光源和分子高激发态光谱有参考价值,也为开展真空紫外光谱学和化学动力学研究提供可能． 实验装置是一套自制的真空紫外激光光源,它是由ＹＡＧ泵浦的可调谐染料激光器和ＢＢＯ倍频晶体,脉冲喷阀…     

荧光寿命用于生物光学诊断

在发病时或者患病前，人体组织中总会有局部的生物化学变化发生。一些光学方法可以用来研究经过稀释的非散射溶液的生物化学作用，如吸收光谱学、振动拉曼或红外光谱学，或者荧光光谱学等。如果光谱特点与疾病的生物化学特性相关联，而重新发射的光学信号又与光谱特点有关系，那么利用光谱技术就可以对疾病进行快速、经济和无侵害的探测和诊断，事实上，组织再发射的光学信号包含大量的信息。利用疾病的生物化学特性，可将它们用于探测和诊断，因此是研究生物光学诊断的重要动力。1病变组织光谱学1．1吸收光谱学从组织中提取的生物化学化合…     

专题征稿《中国激光》 先进中红外激光技术及应用

正截稿日期2021年8月31日中红外激光器通常是指工作波长位于2—20 μ m波段的激光器,该波段作为一个重要的波长区间,不仅包含了众多重要分子化学键特征振动吸收峰,同时还涵盖了 3—5 μm和8—13 μm两个重要的大气传输窗口。因此,中红外激光在国防、光谱学、材料加工、化学生物分子传感、安全与工业等方面具有极大的应用价值。     

一种研究Rydberg原子的新方法:非简并四波混频方法

众所周知,非简并回波混频可被用于高分辨率激光光谱学,以研究原子或分子能级结构和弛豫过程．我们曾用时间延迟Ｒａｍａｎ增强非简并四波混频光谱学方法测量振动的失相时间,尤其是将双频非简并四波混频方法用于超快调制光谱学,等等．Ｒｙｄｂｅｒｇ原子是原子物理学中的重要研究领域．在本论文中,我们首次将非简并四波混频方法推广到Ｒｙｄｂｅｒｇ态系列的研究．这种方法的主要特点是：它是非线性光学方法,信号为相干光,探测灵敏度高． 虽然人们对钠原子Ｒｙｄｂｅｒｇ态系列已进行了许多研究,但用非简并四波混频方法来研究用原子…     

激光束感应电流法研究HgCdTe电活性缺陷和焦平面器件的光电特性

用高分辨率的、非破坏的光学表征技术的激光束感应电流研究碲镉汞(MCT)晶片中电活性缺陷和光伏型红外碲镉汞焦平面器件及光伏型硅光电器件P-N结光电特性,实验表明在MCT晶片中探测到激光束感应电流,在光伏型P-N结构的器件中,观察到周期结构的激光束感应电流分布.定性地观察激光束感应电流图谱以及定量地分析单个P-N结的感应电流分布形状可以判断器件的均匀性和器件的质量.     

空腔低频环状光谱技术可检测痕量样品

一种表面光谱学的新方法比现有的方法要灵敏100倍,可以最终鉴定出致死病毒或爆炸性残余物的微粒。长时间以来,各种形式的光谱被誉为检测特定原子或分子的精确手段。但只有痕量物质存在时,光谱检测效果则不甚理想,因为被测物的颗粒可以避开探测激光束。近年来,空腔低频环状光谱技术取得长足进展,这种技术包括向高反射率空腔发射激光脉冲。因为光在腔内来回反射多次,分子再少也有足够的机会吸收。但空腔低频环状光谱学只适用于在气相中分析分子,而不适用于在凝聚态物质中进行分析。为使这一技术适用于固体,在光路中加入玻璃片或液体晶粒来盛装…     

第三次国际激光光谱学会议报导

改善分辨率的新方法是1977年7月4~8日在怀俄明州杰克森召开的第三次国际激光光谱学会议上的重点。这些新方法包括激光束在分子束中传输时能量变化的测量，和使离子束与共线激光束共振从而进行多普勒调谐。这个会议也是关于分子的多光子分解机理的第二轮国际性辩论的场所；首轮辩论在关于6月6~9日于罗彻斯特大学召开的会议的单独报告中有所描述。主要分岐在于分子在强红外场中的分解是不是对键有选择性，因此有利于同位素分离。在杰克森会议上，还描述了新型分子波函数的实验证明。     

无透镜瞬态光栅外差检测光学技术

光学检测中的瞬态光栅法被材料学家们用于测量和观察分子和晶格振动、声波、热散射、分子散射以及其它一些有趣的现象。在瞬时光栅外差检测法中,激光束被一个普通相位板一分为二:泵浦光和探测光。泵浦光在检测样品中干涉形成光栅,探测光则在样品中衍射,所产生的强度决定物理数据。但是在过去,这种仪器要求很高精度的光准直,这个方法根本不可能普遍使用。东京大学的研究人员开发了一种简易式瞬态光栅方法,使得这一检测技术更便于使用。在这套无透镜系统中,泵浦光和探测光通过一个二色镜合二为一,然后一起入射到透射光栅,从而在样品中形成干涉,探测光同时被透射光栅和瞬态光栅衍射,两束衍射光一起被检测到。     

人早幼粒白血病细胞裸鼠异种移植模型的傅里叶变换红外光谱探索

应用傅里叶变换红外光谱法对HL-60(人早幼粒白血病细胞)裸鼠异种移植模型癌变及癌旁正常组织粉末样品进行了分析研究.结果表明:(1)甲基CH3和蛋白质分子C-O峰在癌变组织中均有不同程度的频移,(2)正常组织的红外光谱在1746 cm-1处存在较强的吸收峰,而在肿瘤中只有较弱的吸收峰或观察不到吸收峰,(3)癌变组织核酸分子磷酸二脂基团PO2-的对称伸缩振动的相对吸收强度明显增强,(4)正常组织中脂类分子弯曲振动谱带吸收峰相对强度明显强于甲基变角振动谱带的相对强度,而在癌变组织中这两处吸收峰的相对强度大小基本相等.说明傅里叶变换红外光谱法可以用于对裸鼠癌变组织进行鉴别诊断,利用动物异种移植模型进行红外光谱分析可成为肿瘤红外光谱研究的一种新方法.     

环境分析用的小型中红外激光干涉仪

有机和无机分子的转动振动带处于中红外波段,因此特别适用于对环境有毒物质的光谱分析。德国克劳斯塔尔技术大学的Ｓｃｈａｄｅ小组在汉诺威展览会上展出一种新的可调谐中红外激光干涉仪,可　　中红外激光干涉仪(下图)和废气、烟雾中ＣＯ的探测在环境温度下灵活工作。为了产生中红外(5μｍ或更多)窄带可调谐光,将在ＡｇＧａＳ2晶体中产生差频的二支普通单模激光二极管辐射叠加。干涉仪由计算机控制。用ＩｎＳｂ作探测器,可实时探测发动机废气或香烟烟雾中的ＣＯ。环境分析用的小型中红外激光干涉仪@晓晨     

二维半导体红外光电探测器研究进展（特邀）

红外探测在生物医疗、智慧城市、宇宙探索等前沿领域中有着重要的作用。近年来,以二维材料为代表的新型纳尺度半导体并以此形成的具有颠覆性意义的光电探测技术在探测灵敏度、极低暗电流、高工作温度等指标超越了传统薄膜器件的理论极限,是新一代红外光电探测技术有力竞争者之一。文中以局域场调控实现室温高性能光电探测为出发点,介绍了铁电局域场、层间内建电场、面内内建电场调控二维材料光电探测机理与器件实现方法;进一步,针对二维材料其尺寸效应引起的光利用率低或量子效率低的问题,提出了单边异质结和表面等离子激元增强结构的光电性能增强方法;最后列举了二维半导体材料在红外探测器领域的应用探索,展现了新型二维半导体红外探测器的应用潜力与前景,为新一代红外探测器技术提供了新方法和新思路。     

应用边界元法分析金属纳米粒对入射光的响应

应用边界元方法(BEM),研究单个金属纳米粒与光的相互作用,以及耦合金属纳米粒与不同方向入射光的相互作用.结果表明:对于不同半径的单个金属纳米粒,对应有不同的谐振入射光波长和不同的谐振条件下的场分布;对于3个耦合金属纳米粒,在不同方向入射光的照射下,会有不同的谐振波长和场分布.这些结果可以应用于光通信技术,集成纳米光子学和微小光学元器件的设计中,微粒耦合产生的局部场增强还可以应用于表面增强拉曼光谱学(SERS)实验和单个分子的探测.     

提高夜视融合目标可探测性的颜色对比度增强方法

根据人眼视觉系统特性,分析了场景理解和目标探测对彩色融合的要求,并据此提出了一种通过颜色对比度增强来提高目标可探测性的夜视融合方法.该方法使热目标呈红色,冷目标呈蓝绿色;根据红外图像特征,引入了一种和红外图像各像素亮度与图像平均亮度的偏离相关的颜色对比度增强因子,利用该因子可增强目标与背景的颜色对比度,弥补颜色传递彩色融合方法在颜色对比度上的不足,能有效提高目标可探测性.实验表明该方法既能突出红外目标,又能保持丰富的背景细节,在增强场景理解的同时提高了目标可探测性.     

一种新颖的从真空紫外到红外的宽带、高亮光源技术

本文提出了一种新颖的高亮、宽带（覆盖真空紫外到红外光谱区）光源技术。该技术采用聚焦激光束使高压氙灯在灯管中持续放电,能产生比电激励更短、更高能的放电。该技术可获得波长从120nm直至红外范围的连续输出,应用领域包括高光谱成像、防区探测、监视、生物分析、显微和材料研究等。激光激励光放电的研究已有30年之久,然而,推动这项技术发展的因素主要在两方面：廉价、高效、连续输出二极管激光器和高亮、宽带光源的市场需求。采用15～2000W的连续输出近红外二极管激光器,得到了高达10000℃的高压氙灯放电。这些放电的光亮度比最亮的氙弧灯亮度高出不止一个量级,比氘灯放电亮度高出几个量级。文中将具体讨论这些放电的建模和实验测量结果。