取代基通过取代苯环上的H原子形成不同苯系物(苯、 甲苯、 二甲苯等), 其共有结构苯环上的不固定π键电子受到激发, 使得苯系物在紫外波段240~280 nm具有明显的特征吸收结构, 鉴于此大气中的苯及相关的苯系物可以通过差分光学吸收光谱(DOAS)方法来进行定量, 但采用该波段测量需要考虑以下问题: 首先是氧气(O₂)的吸收干扰问题, 苯(C₆H₆)在该波段的吸收截面与O₂在243~287 nm Herzzberg带相互重叠, 且O₂的特征光谱结构随O₂的浓度不同而变化, 导致O₂的吸收光学密度与O₂的浓度不成线性关系。 其次, 苯系物结构上的相似性使其在紫外波段的特征吸收结构差别较小并且相互重叠, 从而对C₆H₆的拟合产生干扰。 此外, 除了O₂和苯系物以外, 还有臭氧(O₃)、 二氧化硫(SO₂)等干扰。 C₆H₆在195~208 nm的深紫外波段具有较大的吸收截面(2.417×10^-17 cm²·molecule^-1), 为240~260 nm处截面大小(2.6×10^-18 cm²·molecule^-1)的9倍左右, 针对C₆H₆在深紫外195~208 nm波段的吸收特征, 开展便携式DOAS定量方法研究, 采用该波段进行C₆H₆的光谱定量分析并应用到实际的外场观测。 通过建立C₆H₆与干扰气体SO₂, 氨(NH₃), 二硫化碳(CS₂)和一氧化氮(NO)的差分吸收截面的二维相关性矩阵, 获取C₆H₆光谱定量的最优反演波段。 通过开展实验室条件下C₆H₆, SO₂和NH₃不同浓度配比的混气实验对195~208 nm波段反演C₆H₆的效果进行评估。 实验结果显示, 采用195~208 nm波段进行光谱反演的探测限为17.6 μg·m^-3, 光谱反演浓度与理论浓度的相对测量误差均小于5%且RSD(相对标准偏差)小于3%, 同时与240~260 nm波段反演结果进行对比, 相对误差小于5%。 在外场实际情况下, 利用便携式DOAS系统获取190~300 nm的大气测量光谱, 通过DOAS方法解析并结合GPS信息, 获得了某化工园区C₆H₆的污染浓度分布, 实验结果表明采用195~208 nm深紫外波段同样能适用于对C₆H₆的光谱定量, 与240~260 nm波段反演结果进行对比, 二者的相关性达到了0.98且相对误差小于10%。

长波红外光谱(8~14 μm)是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射, 对应着地球表面常温目标物体的光谱辐射波段和地球“第三大气窗口”, 相对于短波和中波光谱辐射, 长波红外辐射受大气散射影响较小。 因此, 长波红外光电探测器在红外光谱成像、 红外侦察、 光谱探测等领域得到广泛使用。 绝对光谱响应率作为表征探测器响应能力的主要参数之一, 对其高精度标定的需求亟待解决。 现在传统方法, 即基于标准辐射源的定标方法已无法满足诸多高精度绝对光谱响应率的应用需求。 目前, 国内还没有建立基于激光光源和低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率校准装置, 主要原因是缺少光功率稳定、 光束质量高的激光光源, 以及性能稳定的长波红外传递标准探测器。 针对此问题, 开展了以激光为光源, 以低温辐射计为光功率测量基准的长波红外绝对光谱响应率量值溯源技术研究。 课题组选用可调谐CO₂稳频激光器作为光源, 以低温辐射计作为光功率测量基准; 采用CdTe晶体电光调制器搭建了激光功率稳定控制系统; 根据光束传输理论, 搭建长波红外空间滤波器以优化光束质量; 采用积分球与HgCdTe探测器组合, 研制了性能稳定可靠的标准传递探测器, 建立了长波红外探测器绝对光谱响应率高准确度校准装置, 实现长波红外光谱范围(9.2~10.8 μm)探测器绝对光谱响应率的高准确度校准测量。 选择可调谐激光器输出的波长值9.62和10.60 μm分别对积分球型HgCdTe探测器进行了测量。 实验结果表明, (1)利用低温辐射计准确测量光功率, 光功率测量不确定度优于0.30%~0.42%(k=2); (2)探测器绝对光谱响应率测量不确定度优于0.80%~1.02%(k=2), 其他波长点可参考分析。 该工作实现了基于激光光源的长波红外探测器绝对光谱响应率的高准确度校准。

为了降低材质红外识别的正确率，较常用的方法是通过在材质表面涂覆涂层，以改变材质的表面发射率。首先通过基于微面元理论的目标材质表面红外辐射偏振传输模型的Stokes表达式，推导分析了目标材质表面发射率对目标材质表面红外偏振特性的影响，结果表明：目标材质表面发射率的改变不影响其表面的红外线偏振度特征；其次，针对材质表面发射率与红外偏振特性的不相关性，文章提出基于光谱偏振度对比度检测涂层材质的方法，并通过相同基底不同表面发射率的涂层材质、不同基底相同发射率的涂层材质的红外高光谱偏振成像特性进行了验证分析，结果表明：改变涂覆材料表面发射率并不影响材质表面的红外光谱偏振度特征；基底材料不同，即使目标材质表面涂覆相同发射率涂层，其表面的光谱偏振度特性将比光谱辐射亮度具有更明显的差异性，研究成果可为红外伪装材质检测识别提供新的途径和方法。

In this Letter, we demonstrate high-quality (Q), millimeter-size, and V-shaped calcium fluoride crystalline resonators for modal modification. To manufacture such resonators, we develop a home-made machining system and explore a detailed process. With a dedicated polished container, three special polishing steps, including grinding, smoothing, and polishing, are employed to achieve the required surface smoothness, which is characterized by less than 3 nm. An ultra-high-Q factor exceeding 10⁸ is obtained by a coupled tapered fiber. In addition, a customized packaged structure for our disk resonator is achieved. The Q maintenance and stable spectrum are realized by sealing the coupling system in a hard disk. The simple, stable, portable, controlled, and integratable device would provide great potential in optical filters, sensors, nonlinear optics, cavity quantum electrodynamics, and especially some applications that require large resonators such as gyroscopes.