火灾早期过程特征的红外光谱探测和诊断

提出用CO作为早期火灾探测的观察对象,利用红外光谱法进行气体探测,并在此基础上建立了基于FTIR的试验系统.通过该方法成功获得CO的浓度值.并用时间序列分析方法建立二阶自回归模型,提取出特征参数进行分析,能在较短时间内将真假火灾区分开来.     

用于喇曼放大的SOI脊形波导中自由载流子寿命的解析表达

研究了用于喇曼放大的绝缘硅(SOI)脊形波导中自由载流子寿命与非线性光学损耗的关系.通过理论推导结合二维数值模拟的方法,提出了带有零反偏pin结构的SOI脊形波导中自由载流子寿命的解析表达式,该解析表达式与他人的实验结果相符.结果表明,比起不带pin结构的波导,带有零反偏pin结构的波导中的自由载流子寿命最多可以缩短80%.同时,研究了pin结构外加反偏电压时,自由载流子寿命进一步缩短的原因,并从强场下自由载流子速度饱和的角度出发,得到了自由载流子寿命的理论极限值.最后,模拟了不同自由载流子寿命情况下SOI脊形波导的喇曼净增益随着输入泵浦光功率密度的变化曲线,为硅基喇曼放大器的进一步研究指明了方向.     

邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌(ZnPcS2P2)的光谱特性

测定和研究光敏剂的光谱特性,可为确定最佳治疗的光源波长提供直接依据,同时也是荧光诊断中选定检测荧光波长的理论依据．本文研究新型光敏剂邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌（ZnPcS2P2）的光谱特性,测出ZnPcS2P2在含10%人血清生理盐水的吸收光谱和荧光发射光谱,并与血卟啉衍生物（HpD）进行比较。实验结果表明：在吸收光谱中ZnPcS2P2的最大吸收峰位于670nm,而HpD的最大的吸收峰在405nm处,所以在光动力学治疗中ZnPcS2P2比HpD效果更好。当用波长为632nm的光源激发时,从荧光发射光谱可知,HpD比ZnPcS2P2获得的荧光激发效率高。因此,HpD在光动力学诊断中有更突出的优点。     

分子谱线参数测量新方法

介绍了一种利用F-P腔透射峰宽度测量分子谱线参数的新方法,论文从多光束干涉叠加原理出发,推导出有样品气体吸收的F-P腔的透过率函数,F-P腔的透过率是样品气体吸收线型的函数,随着样品吸收的增加,F-P腔透射条纹宽度增加.实验测量得到的谱线强度与HITRAN2004数据库数据、谱线宽度与理论计算结果很好地一致.     

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术对开放式长光程大气CO2的测量

CO2是地球大气中第三大含量的痕量气体,对温室效应影响最大,主要来源于人类的日常活动,测量大气CO2浓度对了解地区CO2的周期性变化与气候变化的内在规律有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱（tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS）技术,系统选择CO2在2004 nm附近的吸收线,采用直接吸收光谱处理方法,对开放式长光程大气下的CO2进行了连续测量。通过与手持CO2测量仪的对比测量,二者的相关系数达到0.8371,二者的标准偏差为7.204 ppm,测量结果的变化趋势符合较好,证明了实验系统的可行性,为国内激光遥测CO2提供了一种重要的思路与方法。     

1.064μm激光在海水中传输特性的研究

为了实现激光雷达监测海洋赤潮的目的,采用红外激光能较好地反映藻类悬浮粒子密度等信息.分别就海水中水分子、浮游植物、黄色物质、悬浮颗粒与1.064μm激光的吸收和散射特性展开研究,最终构建了1.064μm激光在海水中的探测模型.通过对模型的仿真计算可知,红外激光雷达能有效地探测水下0.8m内的海水水域.结果表明,1.064μm激光水下探测深度可满足监测海洋表层藻类粒子密度的要求.     

Solution Processable Monosubstituted Hexa‐Peri‐Hexabenzocoronene Self‐Assembling Dyes

Molecular organization behavior and visible light absorption ability are important factors for organic materials to be used in efficient bulk heterojunction solar cells applications. In this context, a series of monosubstituted fluorenyl hexa‐peri‐hexabenzocoronene (FHBC) are synthesized with the aim to combine the self‐association property of the FHBC unit with broadened light absorption of a small molecule organic dye, bisthienylbenzothiadiazole (TBT). Optical and electrochemical properties of the FHBC compounds vary according to their structures. Introduction of a TBT unit into the FHBC system broadens the absorption. All of the FHBC compounds show strong π–π intermolecular association in solution. X‐ray scattering measurements on thermally extruded filaments and thin films showed ordered alignment of these compounds in the solid state. In atomic force microscopy experiments, nanoscale phase separation is observed in thin films of FHBC and fullerene derivative blends. Solar cell devices with these compounds as donors are fabricated. FHBC compounds with the TBT unit show higher short circuit current while the high open circuit voltages are maintained. With C₆₀ derivative as acceptor, power conversion efficiency of 1.12% is achieved in the unoptimized solar cell devices under simulated solar irradiation. The efficiency was further improved to 1.64% when C₇₀ derivative was used as the acceptor.     

阵列式吸收光谱毒气痕量浓度检测仪研究

针对单组分毒气痕量浓度检测,采用透射式吸收光谱检测手段,改进了单纯基于Beer-Lambert定律的检测机理,以金属卟啉为气敏材料设计了阵列式毒气反应腔体,并将其与USB4000光谱仪配接,实现了毒气痕量浓度的检测;最后应用检测仪测得了单组分气态甲基磷酸二甲酯（DMMP）毒气模拟品的吸收光谱,对光谱数据进行了Savitzky-Golay卷积平滑法滤波和一阶导数法寻峰,并以最大吸收波长进行了仪器标定和DMMP痕量浓度预测实验,实验结果表明DMMP在0～1050ppm浓度区间预测效果满足要求,预测值和参考值线性相关。     

2μm附近二极管激光吸收光谱CO2浓度测量研究

采用波长2μm附近的可调谐半导体激光二极管作为光源,结合多步吸收光程和光纤传输技术,通过激光吸收光谱直接测量方法对CO2分子浓度进行测量研究。实验在标定了激光器调谐范围内17条CO2吸收谱线的波长及相应的吸收带跃迁的基础上,研究了不同压力下纯CO2气体在2008nm附近的吸收光谱,由吸收信号随气体压力的变化关系得到低气压下实验装置的系统刻度因子。并进一步对样品气体的CO2浓度进行测量,测量给出CO2分子浓度为(2.754±0.145)×1016 cm-3,测量误差主要来源于目前实验中所使用的气压计的精度和读数局限性。该研究为气体分子浓度测量、同位素含量分析提供了一种光谱测量方法。     

不同工艺条件下TiO2单层膜的吸收和损伤阈值测试

利用电子束热蒸发技术在不同氧分压和烘烤温度下镀制了一系列TiO2单层膜,采用表面热透镜技术测量了样品在1064nm处的弱吸收值,并用激光损伤测试平台测量了样品的抗激光损伤阈值(LIDT)特性。实验结果表明较高的氧分压和较低的烘烤温度能显著减小薄膜的吸收值。不过薄膜在基频下的损伤阈值除了受到薄膜吸收值的影响外,还取决于基底表面的杂质密度,当薄膜吸收较大时,本征吸收对损伤破坏起到主要作用;随着薄膜的吸收逐渐减小,基底表面处的缺陷吸收逐渐取代本征吸收成为影响薄膜损伤阈值的主导因素。