激光光声光谱

我们利用自制的CO_2激光光声光谱仪,测量了一系列在气体分析、环境污染监测、激光化学、激光分离同位素和气体激光器件工作物质等方面感兴趣的化合物的光声光谱图,作为光源的CO_2选频激光器在9～11微米波长范围内能给出77条分立的激光谱线,     

基于光声光谱的乙烯探测技术

乙烯(C2H4)是石油化工产业中的基本化工原料,具有爆炸性,也常被作为煤层自燃的标识性气体。为实现对低浓度乙烯的检测,搭建了基于近红外可调谐二极管激光器的低成本光声光谱测量系统。通过对乙烯近红外波段吸收谱线的分析,选择了乙烯位于1620.44nm处的吸收谱线作为测量对象,并结合波长调制吸收技术,使用光声池的共振频率作为激光器的调制频率,利用吸收谱线的二次谐波信号实现了对乙烯浓度的反演。实验结果表明系统对于乙烯的测量准确度为0.688%,探测极限达到了1.16×10-5,对同一样品在30min之内的连续测量验证了系统良好的稳定性,所有实验结果均显示了该套系统在乙烯痕量探测方面的应用价值。     

九种化合物的红外激光光声光谱

1.引言光声效应是一个被调制光所照射的样品产生声信号的效应。样品放在充有耦合气体(例如空气)的密闭池中,并受到一个被切割的单色光的照射。样品吸收入射光而被加热。由于光是切割的,因此温升是切光频率的周期现象。这个周期性的温升(通常小于0.001℃)又引起池中气体压力的调制,形成具有切光频率的声信号,这个信号被安装在池内的灵敏微音器所检测。因为声信号的大小与样品的光学吸收系数是相关的,故扫描入射的单色光波长,就得到吸收光谱。     

基于光声光谱的二氧化碳测量技术研究

光声光谱技术是一种以光声效应为基础,具有响 应速度快、测量时间短、检测灵敏度 高等优点的新型光谱分析检测技术,已成为一种快速、安全、可靠的痕量气体检测手段。本 文利用中心波长位于2.0 μm的分布反馈式可调谐二极管激光器作为 光源,搭建了二氧化碳(C O₂)光声光谱测量系统,实验中采用对样品气体加湿的方式,通过引入弛豫速率快的H₂O 分子 有效降低CO₂分子的弛豫时间,增加了CO₂气体的光声信号强度,提高了系统的探测灵敏 度。 测量中选取4998.35 cm－1处的CO₂吸 收谱线为研究对象,结合波长调制技术,对CO₂气体进 行了探测研究。首先通过对系统的评估,确定了系统的最佳调制频率和最佳调制振幅为785 Hz和7.586 cm－1。然后通过对一系列 不同浓度的CO₂-N₂混合样品气体在最优实验条件下的测 量研究发现,所测光声信号与CO₂气体浓度之间具有良好的线性关系,进而反演出大气中C O₂气体的含量,其浓度值约为3.82×10－4。最后利用此系统对 室外大气中CO₂含量进行了连续 24小时的连续实时测量,得到了CO₂气体在一天中的浓度变化情况,并利用Allan方差对系 统 的长期稳定性进行了分析,当系统平均时间为1000 s时,探测灵敏度 约为1×10－7,证实了系统具有良好的稳定性和探测灵敏度。     

SiH_4分子的单脉冲激光光声光谱

用激光或放电技术在硅烷气体中产生等离子体,制取满足各种不同要求的硅薄膜,是近 几年受到广泛重视的研究课题。无疑,研究等离子体过程对弄清硅膜生长机理、表面反应过程及控制实验条件,以进一步提高膜的质量有重要意义。用光学发射光谱(OES)、光声激光偏转、激光诱导荧光等技术,我们已经研究了SiH_4激光等离子体中产生Si、SiH、SiH_2及H等自由基的微观和宏观动力学过程,但在质谱中观测到的重要的自由基种类SiH_3用上述方     

强激光诱导NO分子的多光子光声光谱

以Nd∶YAG激光器抽运的光学参量发生/放大器为激发源,采用脉冲光声（PA）光谱技术,获得了NO分子在420.0～470.0 nm波长区间的激光诱导光声光谱,光谱由规则的振动序列组成。通过测量光声信号随激光强度的变化,确定了光声信号产生于NO分子经X^2Π（v″=0）→A^2Σ（v′=0,1）的双光子激发跃迁及X^2Π（v″=0）→E^2Σ（v′=2,3,4）,F^2Σ（v′=1,2,3）,R^2Σ（v′=0,1）的三光子激发跃迁,对应于双光子激发跃迁的光声信号比通过三光子激发跃迁产生的光声信号强,由此确定了以可见光作激发光源,采用光声技术对NO分子进行探测的最佳激发波长为452.4 nm或429.6 nm。以实验结果为基础,获得了NO分子A^2Σ,E^2Σ,F^2Σ,R^2Σ激发电子态的振动常数分别为2346 cm^-1,2342 cm^-1,2397 cm^-1,2381 cm^-1,与采用其他方法测量的结果符合得较好。     

硅烷、磷烷及硼烷的CO_2激光光声光谱

本文介绍了采用CO_2激光光声光谱检测硅烷、磷烷及硼烷的意义、测试装置及方法,为采用TEACO_2激光器提纯硅烷提供了必要的光谱数据。 硅烷作为太阳能电池的原料,它含有Ⅲ族和Ⅴ族元素的挥发物质磷烷、砷烷及硼烷等。要提高太阳能电池的效率或使大多数半导体器件的制作获得成功,就需要超高纯度的原料。采用常规的方法,需要对提纯的物质都要经过同样的程序,而激光提纯的方法其独特之处就在于激光只作用于杂质上,而留下所需要的硅烷事实上不发生变化。当前,国外大多采用紫外ArF激光器对硅烷进行提纯,尚未见到利用CO_2激光器进行提纯的报导。但是,由于CO_2激光器具有功率大、性能稳定及容易制造等特点,因此,采用CO_2激光器提纯硅烷将具有更大的意义。     

液体光阀

在不断增长的液晶显示(LCD)优势中，电润湿的新技术正试图在较好的光线利用和简化制造方面，占据一席之地。     

影响声光调Q光脉冲的因素

影响腔内声光调制输出光波形的因素很多,诸如激光腔的设计、泵浦电流和 YAG 棒热焦距的变化、声光器件的特性参量等。本文主要探讨声光器件换能器带宽、泵浦空间非均匀性及附加衍射对调 Q 激光输出光波形的影响。器件的工作带宽由激励源带宽、换能器带宽和声光互作用带宽三者综合决定。实验所用器件为纵波振动36°Y 切 LN/熔石英,载波频     

o光入射型声光可调滤光器

该文采用氧化碲晶体制作了一种o光入射型声光可调滤光器,并对其分光原理进行了理论分析,推导出超声极角、孔径角和光波长与频率的调谐关系等o光入射型声光可调滤光器常用公式,通过实测与分析验证了其准确性。实验结果表明,该o光入射型声光可调滤光器可以对目标的o光特性进行光谱成像分析,弥补了e光入射型声光可调滤光器不能分析目标o光特性的不足。     

光反馈双路自动控制声光调Q驱动器

提出了新型的光反馈双路自动控制声光调Q驱动器方案.它能够同步控制声光Q开关和LD抽运源的运转,实现根据测出的上一次Q开关打开至光脉冲产生间隔自动控制下一次调Q持续时间的功能,并具有10 W以上的功率输出和15 ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能.可以在保持光脉冲性能、节省能源、高热稳定性的前提下,提升声光调Q全固态激光器在各种环境下的稳定性和易调节性.     

在液体中调节光

荷兰乌德勒支大学和菲利浦研究所的化学家发展了用电场调节通过液体的光流技术。其基础是“纳米棒”光吸收现象 (金属颗粒直径 12～ 2 2 nm,长 4 0～ 730 nm) ,该技术允许科学家用电场改变棒的取向来选择通过液体的光量。三十年代以来就有利用纳米棒光吸收性质的专利申请 ,但由于科学家无力产生水弥散相 ,金属棒不凝结 ,而使研究复杂化。为产生弥散相 ,研究者用金填充精细打孔的膜 ,溶解膜 ,然后用超声振动将棒转移到水。在弥散相内二个电极之间加一外电场 ,使棒改变取向和吸收光。金棒的长宽比确定吸收光的波长 ,例如 ,此比为1.8时在 52 0 …     

基于液体棱镜的光开关

光开关是实现多光路电子切换器件的重要组成元件。提出一种基于液体棱镜的光开关,该光开关由一个液体棱镜与一个双孔挡光板组成。初始状态下,液-液界面为凸面形状,入射光经过液体棱镜后会聚到挡光板中央,被挡光板阻挡反射吸收,表现为光关状态。当把电压施加在液体棱镜单侧时,为光开状态。并且当在两侧同时施加电压时,液-液界面形变为凹面形状,入射光束发生发散,此时表现为同时光开状态。实验结果表明,该器件在自适应液体光开关中具有较快的响应时间(上升时间:~85 ms;下降时间:~140 ms)以及较高的光衰减度(~965∶1)特性。提出的光开关在光阀、可调光衰减器以及光路由器等方面有着潜在的应用价值。     

液体中光声热弹光穿透效应的研究

从光声热弹性的基本方程出发 ,在理论和实验上研究了液体在激光直接照射下产生超声波时 ,光穿透深度对声源的影响。在二维情况下 ,忽略热扩散效应 ,利用汉克积分变换法和最陡下降法解热扩散方程和波动方程 ,得出位移的解析表达式。讨论了光穿透深度对声源指向性的影响 ,并用数值计算方法和绘图软件画出光穿透深度对声源指向性影响的理论曲线图。最后 ,利用实验验证了理论结果。     

GaMnAs的Raman光谱研究

报道了磁性半导体材料GaMnAs的拉曼光谱,发现其空穴等离子体激元与LO声子振动耦合形成的CPLP模具有类LO模的偏振特性.随着Mn组分的增加,CPLP模的拉曼频率红移,通过CPLP模与耗尽层中未屏蔽的LO模的强度比计算了合金中的空穴载流子浓度.发现空穴浓度随Mn组分的增加而迅速增加.测量了不同温度下GaM-nAs合金的拉曼光谱.证实合金中空穴浓度随温度的增加而增加.     

凝聚态物质的PARS光谱

本文在理论和实验上对凝聚态物质的光声喇曼光谱(PARS)进行了比较深入的研究。在理论上,对凝聚态物质的光声喇曼效应过程作了系统的理论分析,首先从物质分子的振动方程、电磁波传播的波动方程和非线性极化强度P对驱动场的响应方程出发,导出了喇曼跃迁几率K_r和喇曼增益系数g_s,由K_r和g_s可以求出由受激喇曼散射而激发到上能级的粒子数为:     

液体光声传感器的声阻匹配

本文采用了在液体与固体之间加入复合匹配层方法,提高液体光声检测中声传输效率和传感器灵敏度。该方法可提高灵敏度1.1～1.6倍,与理论计算值符合。该工作对于液体光声传感器的设计具有重要的意义。