多级染料激光放大器中激光增益与放大自发辐射强度的理论研究

利用激光增益和放大自发辐射 (ASE)理论 ,对不同条件下的染料激光放大器的激光增益和ASE强度进行了数值计算。分析了当入射光强远小于和大于有效饱和光强时 ,激光增益和ASE强度与入射光相对强度的关系 ,讨论了在两种条件下ASE系数以及染料池端面反射系数对激光增益和ASE成分的影响。最后利用这些结果 ,对连续激光的多级染料放大系统的优化设计进行了讨论。     

二能级系统共振增强多光子电离过程的理论研究

通过求解二能级系统含时密度矩阵元微分方程，对原子系统在共振和近共振情形下的激光共振增强多光子电离（REMPI）过程中的光电离几率进行了理论推导与分析，得到了光电离几率的解析表达式；研究了氧原子经共振态2p^34p（2＋1）共振增强多光子电离的电离几率与激光脉宽、激光光强及失谐量等参数的关系；给出了共振情形下电离饱和与激光脉宽和激光光强之间的关系式。计算结果表明，对于近共振情形（△较小），激光脉宽和强度一定时，电离几率随着失谐量的增加而减小；当失谐量一定时，光电离几率随光强的增加而增加，光强增加到一定程度时光电离几率出现饱和。对于共振情形（△＝0），激光光强越大，电离几率随脉宽增加的幅度越大。     

激光诱导液相基质等离子体的空间演化特性

为了揭示液相基质激光诱导击穿光谱(LIBS)与固相基质LIBS特性差异的产生机理,采用液体射流取样技术,利用脉冲激光烧蚀CrCl_3水溶液产生激光等离子体,研究了等离子体中Cr元素发射光谱、等离子体电子温度和电子密度的空间演化特性。结果表明:相对于固相基质等离子体,液相基质激光等离子体存在明显不同的空间演化特性,在激光束传播方向上,等离子体可以沿着激光束传播方向膨胀至距离射流表面0.8 mm处;等离子体羽发光区域的线径较小,约为3.2 mm;离子谱线与原子谱线的峰值强度出现在不同位置,分别距离射流表面0.8 mm和0.4 mm;等离子体的电子温度低,电子密度值小,在激光束传播方向上两者的变化范围分别为2939～3611 K和0.0149×10~(14)～4.86×10~(14) cm~(-3),且在离射流表面0.8 mm处达到最大值;与固相基质等离子体类似,液相基质等离子体的发射光谱、电子温度和电子密度的空间演化特性具有较好的空间对称性。     

小信号双级染料激光放大器的优化设计

利用染料激光放大器的横向稳态抽运理论，研究了小信号双级染料放大器的抽运能量分配以及染料池长度的选取对激光增益的影响。对于其他参量确定的放大系统，存在着最佳的抽运能量分配比例和最佳的染料池长度的选取方法。通过自编程序的计算，可方便地找出特定系统染料池长度和抽运能量分配比例的最佳值。     

土壤中微量重金属元素Pb的激光诱导击穿谱

从实验上测定了土壤在可见光谱区的激光诱导击穿光谱(LIBS),对测定的光谱结构进行了分析,并对可观测的谱线进行了归属,得出土壤所含的主要元素和部分微量元素;测定了不同Pb掺杂浓度下土壤中微量元素Pb405.78 nm谱线的强度,采用内标法拟合得到了该分析谱线的激光诱导击穿光谱定标曲线,由定标曲线的拟合结果计算得到Pb元素的检测限质量分数为36.7×10-6。     

AlCl3水溶液的激光诱导击穿光谱研究

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术已成功地对固体样品和气相样品中的重金属痕量元素进行了定性或半定量分析。为对液体基质的重金属元素进行痕量分析,使用实验中容易实现的单脉冲激光诱导击穿光谱技术,测定了AlCl3水溶液的激光诱导击穿光谱。系统地研究了溶液中Al原子激光诱导击穿光谱信号的时间演化特性、激光能量对激光诱导击穿光谱信号的影响和激光诱导击穿光谱用于液体中AlCl3痕量分析的检测限。实验结果表明,此方法所适用的激光能量比前人所做实验的激光能量小,只需50 mJ左右,这使得实验条件更容易得到满足,同时得到了一个较高的液体样品的激光诱导击穿光谱信号检测限。实验还表明,液体激光诱导击穿光谱信号存在特有的时间演化特性,其激光诱导击穿光谱信号的寿命相对于固体样品激光诱导击穿光谱信号来说比较短,只有30 ns左右,同时激光诱导击穿光谱信号强度上升和衰减也比较迅速。     

基于MALDI源红外光解离质谱-光谱技术的金属-氨基酸配合物离子的结构研究

红外光解离(IRPD)质谱-光谱技术是研究气相离子结构的有力工具。本工作结合傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)和台式光学参量振荡器(OPO)红外激光系统,针对气相中铷-组氨酸和铷-赖氨酸配合物离子进行红外光解离光谱研究。实验中配合物离子通过基质辅助激光解吸电离(MALDI)产生,而非由常用的电喷雾离子源(ESI)产生。光谱结果显示,两种配合物离子[His+Rb]+和[Lys+Rb]+分别在3 500 cm-1和2 935 cm-1处存在最大吸收。通过密度泛函理论(DFT)计算方法对[His+Rb]+的结构进行进一步研究,结果表明,[His+Rb]+离子主要来源于His+Rb-03,而非其最低能量构型His+Rb-01。     

有机分子激光喇曼光谱偏振特性的实验研究

激光偏振喇曼光谱在确定分子振动模的对称性和红外光谱结构分析方面具有重要作用,本文报道了利用532nm激光从实验上测定了丙酮、甲醇、乙二醇和甲酰胺分子的激光偏振喇曼光谱,确定了各喇曼谱线对应的喇曼频移。测定了丙酮、甲醇、乙二醇和甲酰胺分子各喇曼频移对应的退偏比,并对各条谱线所属正则振动模的对称性进行了初步分析。