通过电磁激励方式研究了压电悬臂梁结构在超低幅值激励下的响应特性。对线性压电梁的响应进行了实验研究,分析了激励幅值的影响。研究了引入单侧阻挡后压电梁的非线性响应特性, 分析了激励幅值、阻挡间隙对单侧阻挡压电梁宽带响应的影响。实验结果表明, 在0.003 N的电磁激励下, 压电梁的振幅小于140 μm。引入单侧阻挡后压电梁表现出分段线性响应, 对阻挡间隙微米尺度的变化灵敏。随着间隙从100 μm减小到20 μm, 最大输出电压从3.14 V减小到1.17 V, 半功率带宽从5.8 Hz增大到18.2 Hz。

为了优化气体受激拉曼散射系统, 采用理论与实验相结合的方法, 对气体受激拉曼散射现象进行了研究。根据受激拉曼基本理论计算了CH4和D2在不同气压下的拉曼增益系数, 然后采用输出能量为70 mJ的Nd∶YAG三倍频355 nm激光进行了受激拉曼散射实验, 测量了在拉曼池气体气压为1×105~2×106 Pa, 焦距分别为500, 750 mm下的斯托克斯光的输出能量。发现CH4拉曼增益系数随气体压力升高而增大; D2拉曼增益系数在1×106 Pa左右达到最大值, 之后不随气压升高而改变。实验结果表明, 在气体受激拉曼装置中, 合理选择拉曼池气体气压和耦合聚焦透镜的焦距, 即甲烷气体系统选择长焦距高气压, 氘气系统选择长焦距低气压。理论计算与实验结果基本一致, 此研究对NO2差分吸收激光雷达光源系统的优化有着很重要的作用。

谐波探测被广泛应用于激光光谱技术中, 利用它可以提高探测灵敏度。利用1.653 μm的分布反馈式(DFB)二极管激光器作为光源, 建立了一套可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)甲烷探测装置。该装置利用由2块圆形柱面镜构成的光学多通池增加吸收光程, 提高探测灵敏度。吸收池基长为15 cm, 在112次反射情况下, 有效吸收光程达到16.8 m, 实现甲烷0.60×10-6(2 s采样时间)的探测极限, 可应用于实际大气甲烷的痕量探测。关键词:

采用高温熔融法制备了高Tb3+离子含量的GeO2-B2O3-SiO2系统磁光玻璃,测试了其Verdet常数和发光性能,探究了玻璃的Faraday效应、发光性能及光学碱度.研究结果表明: Verdet常数和光学碱度均随着Tb2O3含量的增加而线性增大,当Tb2O3摩尔分数为70%时,Verdet常数达到－5 000 min·T-1·cm-1 (632.8 nm),所有磁光玻璃样品随Tb2O3含量变化均发出明亮的黄绿光.由于浓度猝灭效应,高Tb2O3含量缩短了Tb3+离子间距,增强了交叉弛豫效应,降低了发光强度和荧光寿命.

在室温下采用化学沉淀法制备了铽掺杂的羟基磷灰石(Tb-HAP), 通过X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等对其结构和荧光性能进行了表征分析。XRD和FT-IR测试表明, Tb3+的掺杂对羟基磷灰石的结构没有显著影响。荧光光谱分析表明: 在545 nm波长监测下, 测得的最佳激发波长为378 nm。样品的发光强度随Tb3+在样品中的掺杂摩尔分数先增大后减小, 在8%时发光最强。此外, Tb-HAP样品的荧光寿命随着Tb3+掺杂摩尔分数的增加呈现减小的趋势。

采用熔融法制备了Tb3+掺杂的Bi2O3-B2O3系统玻璃, 使用激发、发射及拉曼光谱分析了光学碱度与玻璃结构及发光性能的关系, 同时绘制了Tb3+、Bi3+和Bi2+的能级图。研究结果表明: Tb3+掺杂的Bi2O3-B2O3玻璃由［BO3］、［BiO3］、［BO4］及［BiO6］共同组成, 且随着光学碱度由0.63增加到0.93, 玻璃的结构逐渐疏松。高的光学碱度使部分Bi3+变为Bi2+, 发出571 nm(2P3/2(2)→2P1/2)的光, Bi3+→Tb3+的能量降低。在光学碱度及Tb3+、Bi3+和Bi2+离子的共同作用下, 随着光学碱度的提高, 玻璃的发光颜色由黄绿色变为白色。