激光共振电离光谱技术是一种利用一路或多路激光将待测原子选择性共振激发与电离, 通过测量离子信号来研究原子能级结构的光谱技术。 研建了一套激光共振电离光谱装置, 用于原子高激发态能级结构参数的测量。 分别从该装置的总体结构、 关键技术和应用实例等方面进行了详细介绍。 该套装置主要包括高调谐精度的染料激光器系统、 高效的激光离子源系统和高分辨率的飞行时间质量分析器。 染料激光器系统包括3台多纵模可调谐染料激光器和1台单纵模可调谐染料激光器, 均为脉冲工作方式, 重复频率为10 kHz, 泵浦源均为532 nm的Nd∶YAG固体激光器。 激光离子源系统包括原子化源、 激光与原子相互作用区和离子光学透镜组三部分组成, 样品在原子化源中被电加热实现原子化, 喷射出的原子被激光选择性激发、 电离, 产生的离子被离子传输透镜整形成能量分散小、 束窄的离子束。 飞行时间质量分析器采用了反射式结构设计、 脉冲垂直推斥技术和偏转板调节技术。 利用此装置, 实验测定了U原子的自电离态光谱, 获得了U原子一条较佳的三色三光子共振电离路径, 对应激光的波长分别为591.7, 565.0和632.4 nm。 此系统还可用于测量同位素位移和原子超精细结构等参数。 另外, 由于此系统中联用了质量分析器, 因此可用于样品多元素分析、 痕量元素分析、 同位素丰度分析。

验证了一种基于光纤Fizeau干涉仪的声发射传感器,可用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率.对传感系统的相位调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析.

提出了一种基于M－Z(Mach－Zehnder)干涉仪原理的光纤超声检测技术和U形结构的光纤传感器。讨论了光纤传感器与超声波之间的相互作用关系。对传感器的灵敏度与传感光纤的有效长度、U形结构的个数之间的关系进行了理论分析，实验结果和理论分析结果是一致的。通过比较超声波在三种不同入射方式下探测器的输出电压可知，该结构的光纤传感器在声信号垂直入射时由探测器探测到的信号最强，即传感器有很强的方向性，适合于对声表面波的定向检测。

针对宁西京教授提出激光脉冲延时方案,在含时薛定谔方程理论框架下探讨了各种参数对激光共振电离效率的影响;并以镥原子共振电离为例,探讨了该方案用于激光共振电离质谱(LRIMS)同位素分析的可行性.结果表明:由于超精细结构能级激励拉比频率很难满足匹配条件,该方案很难用于宽带激光激励电离LRIMS同位素分析中.在理论分析基础上,给出了基于窄带激光激励电离的LRIMS同位素分析的光致电离方案.

针对NINT3000质谱计的结构特点,利用高斯光学理论,推导出双透镜系统光学参数传递方程,并以此为依据设计出一套光学系统和光路调整装置,实现了激光束在离子源腔内的精确定位和聚集,焦斑半径为160 μm,调节精度为10 μm.目前,该系统已经安装在激光共振电离质谱计上,并实现了镥的单色双光子共振电离.

本文在速率方程基础上通过数值模拟方法,对镥的激光共振电离通道:5d6s22D3/2(573.655nm)→5d6s6p4F3/2(642.518 nm)→6s6p24P1/2(643.548 nm)→Autoionization state的激光诱导同位素选择性进行了研究.在实际实验条件下用这一方法计算得到的激光波长对激光诱导同位素选择性的关系与实验结果相符合.探讨了在偏振激光作用的情况下各种激光参数(波长、带宽和激光强度)对激光诱导同位素选择性的影响,并?岢隽嗽谝欢ㄊ笛樘跫录す夤舱竦缋胫势准平衔既返夭舛ㄍ凰乇戎档姆椒?这一理论方法,同样适用于研究其它元素的激光共振电离同位素选择性和选择激光同位素分离电离通道.