利用脉冲高压直流放电技术产生H超声分子束, 以纳秒染料激光二倍频输出(282 nm)作为激发光源, 通过LIF光谱测量方法, 获得了H A 2Σ+-X 2Π(1, 0)带转动分辨激发荧光谱, 并通过对谱线强度分布的分析和计算, 得到X 2Π态H的转动温度为(30±1) K； 通过对A 2Σ+-X 2Π (1, 1)带及(0, 0)带跃迁的荧光衰减时间谱测量, 拟合得出H激发态 A 2Σ+ (ｖ′=1)及X 2Π (ｖ″=0)的寿命分别为(637±6)和(675±13) ns。

基于有差伺服调节技术,实现了外置光学谐振腔的共振频率与钛宝石激光器工作频率的锁定。该技术采用压电陶瓷作为执行元件,通过对压电陶瓷的调制,实现了对透射激光功率的调制,并由锁相放大器解调获得伺服信号,该伺服信号经过高压放大器放大后控制压电陶瓷的伸缩来调控谐振腔的腔长,从而使腔的共振频率锁定在激光频率上。当激光工作于单一频率时,谐振腔的谐振频率可以长时间地与激光频率保持锁定,锁定后腔的透射光功率相对起伏的稳定性为2%。当激光频率扫描时,谐振腔的谐振频率可以在2 GHz范围内不间断地与激光频率保持锁定。

利用浓度调制光谱技术, 测量了玻璃管中放电频率20 kHz时N2的介质阻挡放电光谱。实验记录了N2的C3∏u-B3∏g 357. 7nm和N+2的B2∑+u-X2∑+g 391.4 nm的跃迁谱线光谱强度随不同电压和气体压强变化规律。实验数据显示, 保持气体压强p=130 Pa不变, 在电压较低时, 光谱强度随电压增长较快, 在电压较高时, 光谱强度增长较慢; 保持放电电压U=6.4 kV不变, 光谱强度随气压增长逐渐变小。根据电子和分子碰撞激发函数和电离函数, 建立光强随放电参数变化的物理理论模型和公式, 并对实验数据进行数学拟合, 拟合曲线与实验结果符合较好, 相关系数R>0.9。进一步明确了等离子体发射光谱强度随不同电压和气体压强变化的机理。

腔衰荡光谱技术(CRDS)不仅具有较高的测量灵敏度,还可对样品的绝对吸收进行测量。采用连续激光腔衰荡光谱技术,通过测量O2分子三重禁戒跃迁b1∑+g–X3∑-g(3, 0)带RQ(5)谱线(波数17266.090 cm-1)处,极限真空及不同气压下的衰荡时间,利用逼近法得到空腔寿命为2.9174 ms,由此拟合获得其绝对吸收截面为1.4998(±0.0967)×10-26 cm2,与先前的文献估计值一致。由空腔寿命获得的谐振腔高反镜的反射比为99.989(±0.001)%,较通常的测量方法更为精确,该实验条件下的等效吸收程长比几何程长增大了约9090倍。

以Ar为载气,采用直流脉冲放电,产生了OH超声分子束,研究了实验参量对实验结果的影响,并建立了理论模型,较好地解释了实验现象.对OH(A2Σ-X2Π)(0,0)带发射光谱强度分布进行了测量与分析,获得实验条件下的振动温度与转动温度分别为4170 K与3075 K.

为了获得CH分子束及其相关特性,以氦气为载气,利用直流脉冲放电技术产生了CH分子束。实验记录了放电时间相对于脉冲分子束不同延时CH光谱信号强度的变化,放电相对延时为460 μs左右获得最大的信号强度。研究了在保持CH4/He总气压3 atm和放电电压-4 kV不变的条件下CH分子束强度与不同配比的关系,建立了理论模型,对实验数据进行了理论拟合,拟合曲线与实验结果符合较好,配比为1%(甲烷与氦的气压比为1∶99)左右能够维持较稳定的放电现象和较强的放电强度而获得较强的CH自由基束流。在这一配比下对CH(A2Δ-X2Π)(0,0)带发射光谱进行探测和分析,获得CH(A2Δ)转动温度和振动温度分别为2455 K和4575 K,并估计此时每个脉冲中大约包含1013～1014个CH自由基。

采用光外差-速度调制分子离子吸收光谱技术,在近红外波段13170～13500 cm-1范围内,对氧分子离子第一负带(b4∑g--a4∏u)(2,6)带进行测量和分析,有关第一负带(2,6)带光谱测量尚未见文献报道.本文简述了光外差-速度调制光谱技术的特点,同时给出了对复杂四重态跃迁谱带的分析,运用非线性最小二乘拟合获得了该跃迁上下态精确的分子常数.

介绍了一种针对瞬态分子光谱测量的新技术:光外差磁旋转浓度调制光谱技术,这种光谱技术具有很高的灵敏度,综合了光外差探测技术、磁旋转光谱技术和浓度调制光谱技术的特点,利用浓度调制光谱技术针对寿命很短的瞬态分子和激发态分子的光谱进行测量,利用光外差探测技术可以消除来自光源的幅度涨落噪声,实现散粒噪声的测量极限,利用磁旋转光谱技术可以对顺磁性分子进行选择性的测量,并且进一步提高探测灵敏度。详细讨论了这种光谱技术的工作原理,并用这种技术对O2分子的b1Σ+g-X3Σ-g三重禁戒跃迁光谱进行测量,获得了很好的测量信噪比。并对该技术的灵敏度作了详细的分析,估计最小相对吸收度可达1.9×10-9以及O2分子三重禁戒跃迁的吸收截面为σ=2.4×10-24 cm2。

光外差磁旋转浓度调制激光光谱技术属于一种高灵敏度的吸收光谱测量方法,可以用于瞬态分子和激发态分子光谱的检测。采用这种技术分别在16400～16650 cm-1和17450～17750 cm-1波段内直接观测到CO三重带系d3Δ←a3Π(4,0) (5,0)振转吸收光谱。这种跃迁的上态d3Δ1(v=4),d3Δ2(v=4),d3Δ1(v=5)分别与A1Π(v=0),D1Δ(v=0)和A1Π(v=1)态存在微扰相互作用。通过对所测量到的CO三重带系(4,0) (5,0)振转谱带作了包含微扰相互作用在内的分析,获得了上态d3Δ(v=4,5)的精确的分子转动光谱常数。

本文给出了对于任何双原子分子或双原子自由基分子，由其振动常数结合RKR方程、结合从头计算，获得势能曲线及其转动常数的方法。并对CN的基态和激发态进行了计算，结果与实验值符合得非常一致。