以天然矿物纤蛇纹石为原料,通过酸浸与物理化学分散的方法制备出了形貌较为均匀,纯度高且分散性好的SiO2纳米线。利用硼氢化钠(NaBH4)和柠檬酸钠(C6H5Na3O7)做双还原剂将高度分散的Ag纳米颗粒修饰在SiO2纳米线表面。用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、紫外吸收光谱仪和拉曼光谱仪对SiO2@Ag纳米复合材料进行表征,并研究以SiO2@Ag纳米复合材料为基底的表面增强拉曼效应。结果表明,SiO2@Ag纳米复合材料具有极强的表面拉曼增强效应,并且当SiO2@Ag纳米复合材料中Ag纳米颗粒溶液体积为2 mL时,其增强效果最好。

在内爆物理实验中,多组激光脉冲在不同时刻与靶相互作用,产生若干瞬态物理过程。准确诊断这些激光与靶作用产生的瞬态过程之间的时序关系,对于成功获取实验状态的相关参数非常重要。提出了一种基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断方法,利用激光与金属靶相互作用时会产生强烈的电磁脉冲辐射,可获得不同激光与靶作用过程的时序关系,为判断和控制不同激光与靶作用过程之间的时序提供重要依据。在神光III主机大型激光装置上进行的实验测试表明,基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断方法可以准确确定预脉冲激光、主脉冲激光以及背光激光等与腔靶和平面背光靶之间作用的时序关系。该方法具有操作简单,测量精度高的优点,对于精确把握激光与靶相互作用过程的时间关系,提升实验精度有着重要意义。

研究了邻羟基苯甲酸(OHBA)的常规拉曼散射(NRS)光谱以及其吸附在Au纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(SERS)光谱。 以氯金酸为原料, 柠檬酸三钠为还原剂, 用化学还原法制备了球形的金纳米粒子溶胶, 采用激光显微拉曼光谱仪(激发波长为785 nm), 测定OHBA分子的NRS光谱及其吸附在Au纳米颗粒上的SERS光谱。 同时, 应用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31+G**(C, H, O)/LANL2DZ(Au)水平上, 对OHBA分子进行了结构优化, 在此基础上计算了OHBA分子的NRS光谱以及其吸附在Au纳米颗粒上两种不同吸附构型下的SERS光谱, 并和实验值进行比较。 结果表明, OHBA分子通过羧基吸附构型的计算值比通过羟基吸附构型的计算值与实验值符合的更好。 最后, 利用GaussView可视化软件对其振动模式进行了全面归属。 通过对邻羟基苯甲酸分子拉曼谱峰的详细指认能够得出: Au溶胶中的邻羟基苯甲酸分子, 是通过羧基倾斜地吸附在Au纳米颗粒表面的。 可视化软件直观形象地展示出了该分子的结构特征和分子基团振动情况, 对其振动峰位的归属提供了重要依据。 本文工作对推进邻羟基苯甲酸在生物医药等领域进一步的应用具有重要作用。

为改进用于X射线聚焦的二值化Gabor波带片目前所存在的结构复杂、不利于加工制作的问题, 在不改变梯形透过率函数的前提下, 通过将传统的梯形孔基元变为平行四边形基元应用于波带片的设计之中, 提出了一种聚焦效率更高的具有准单级聚焦特性的波带片。理论推导显示, 该波带片除了像Fresnel波带片一样能够消除偶数级的焦点外, 还可以消除3q级(q为整数)的焦点, 1/m4(m为焦点级数)的效率衰减系数也使得高级衍射得到了很好的抑制。MATLAB数值模拟的结果证明, 该波带片的特性不仅满足以上推论, 还具有比Fresnel波带片和环带扇形基元阵列波带片更低的背景噪声, 可以看作是一种准单级聚焦的新型波带片。此外, 在同一波带内, 这种基于平行四边形基元孔的波带片设计的透光区始终保持各处的径向宽度为该波带的一半, 且扇区结构简单一致, 能够降低不少加工难度, 易于推广应用。

介绍了一种掠入射式多包含角平面光栅单色器的设计原理, 从理论上对其可行性进行了分析和验证。该单色器系统对SX-700型单色器进行了改进, 通过简单地升降多角平面反射镜即可对覆盖某个波长范围的包含角进行改变, 选择所需的单色光波长。通过光学仿真软件X-LAB模拟了光束入射到多角平面反射镜的单个角度的反射面时, 单色器对软X射线波段1~2.48 nm的单色化效果, 从理论上验证了本设计能够实现宽能谱扫描及高次谐波的抑制, 并且该单色器结构简单, 易于在实际应用中得以推广。

采用直流磁控溅射法制备了不同厚度的金纳米薄膜，在高纯氮气气氛、800 ℃条件下快速退火，在石英基底上制备了具有表面微纳颗粒的新型金阴极。应用扫描电子显微镜对阴极的表面形貌进行表征，结果表明：阴极表面形成了均匀分布的金纳米颗粒，平均粒径随金纳米薄膜厚度的增加(5 nm至20 nm)从300 nm增大到800 nm。在190~360 nm紫外光下，对阴极的光电子发射特性进行了研究，结果表明：相对于平面阴极，新型金阴极的光电子发射效率提高了10倍以上，最高可达到平面阴极的16倍，且随颗粒粒径的减小而增大。采用“三步”光电发射模型对上述结果进行理论分析，表明阴极光电效率的提高主要由于阴极光电发射面积的增加和局域强电场导致的表面势垒降低。

在惯性约束聚变（ICF）实验研究中，科学级CCD常和光谱仪、条纹相机等诊断设备组合进行冲击波等物理过程的时间、空间方面的诊断研究。非线性作为CCD一个非常重要的性能参数，在实验的后处理过程中有着相当重要的作用，实验分别采取固定曝光时间，改变光源的出射功率密度、固定光源的输出功率密度和改变CCD的曝光时间两种方案对TEK 512×512DB CCD 的非线性特性进行测试，计算得到两种实验方案下该CCD的非线性度分别为0.595%和0.508%，并通过对各种因素的评估得到第一种标定方案为最佳，为科学级CCD的性能参数自动测试平台的建立提供参考。

采用密度泛函理论(density functional theory, DFT), 在B3LYP/6-31+G**(C, H, O)/LANL2DZ(Ag)水平上, 对糠醛(furfural, FUR)分子进行了几何结构优化, 并计算了FUR分子的常规拉曼散射(normal Raman scattering, NRS)光谱和FUR与Ag原子以及Ag2和Ag4团簇吸附的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)光谱。 结果表明, 理论值与已有的实验值符合得较好, 采用FUR-Ag4吸附构型的计算结果比FUR-Ag和FUR-Ag2吸附构型的计算结果更符合已有实验值。 最后, 通过Gauss View可视化软件, 对FUR分子的振动频率进行了更为全面地归属。 通过FUR分子SERS与NRS的比较, 可得出FUR分子与Ag原子发生了相互作用, 且被吸附的糠醛分子的杂五环是与银表面垂直的。

暗电流在科学级电荷耦合器件(CCD)长时间曝光测试实验中是主要的噪声之一。实验测试了暗电流信号平均计数随曝光时间的变化关系，并经过计算得出-10 ℃和-20 ℃下暗电流分别为2.43 ADU/(s·pixel)和0.4854 ADU/(s·pixel),同时测试了暗电流随CCD制冷温度的变化特性，结果显示暗电流随温度类似指数函数形式变化。由于CCD机械快门的时间响应特性对科学级光学CCD的短时曝光计数的影响比较大，实验测试了CCD平均计数和曝光时间的关系，得出实验所用的TEK 512 pixel×512 pixel DB CCD的机械快门在18 ms时能够完全打开。

采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)， 在B3LYP/6-31++G**(C， H， N， S)/LANL2DZ(Ag)水平上， 对对巯基苯胺(p-aminothiophenol, PATP)分子进行了几何结构优化， 计算了PATP的常规拉曼散射(normal Raman scattering, NRS)光谱和PATP与Ag原子以及Ag2团簇吸附的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)光谱， 并和其他文献值进行比较。 计算表明， 计算结果与已有的实验值符合得较好， 采用PATP—Ag2吸附构型比PATP—Ag吸附构型的计算结果更符合已有实验值。 最后， 通过GaussView可视化软件， 对PATP分子的振动频率进行了更为全面地归属。 通过PATP分子SERS与NRS的比较， SERS在213 cm-1处观察到明显的Ag—S伸缩振动谱带， 可以说明PATP分子是通过形成Ag—S化学键吸附在银纳米粒子上的。 该工作对理解和解释一些实验现象具有重要的指导意义， 同时也为研究PATP分子的SERS增强机理打下了基础。