金纳米团簇(简称金簇)由几到几百个金原子及修饰试剂组成, 由于其尺寸接近于电子费米波长, 表现出良好的发光特性及生物相容性, 是一类新型纳米标记探针。 目前, 金纳米团簇在生物检测、 细胞成像、 癌症诊断及治疗等领域受到研究者的广泛关注。 然而, 对于光照条件下金簇的稳定性还不清楚。 在合成组氨酸、 谷胱甘肽混合修饰金簇的基础上, 系统研究了光照条件下金簇在不同pH(5.0, 7.4和9.0)的荧光变化规律, 结果表明, 在氙灯强光照射下, 金纳米团簇的荧光会随着照射时间的增加逐渐降低, 在pH 9.0条件下比pH 5.0及7.4时降低更快, 说明金簇在pH 5.0及7.4时光稳定性更好。 在此基础上, 采用紫外-可见吸收光谱、 红外光谱等手段研究了光照前后金簇表面基团的变化规律, 发现光照后金簇的紫外可见吸收光谱及红外光谱均发生了明显的变化, 说明光照导致金簇表面修饰基团发生了变化。 当向体系中通入氮气后, 金簇最大发射波长处荧光强度随照射时间的变化明显变慢, 说明金簇表面基团与溶液中溶解氧发生了反应, 导致金簇表面电荷及修饰试剂状态发生变化, 从而导致金簇荧光产生猝灭。 相关研究结果对于金纳米团簇在生命科学及分析化学等领域的进一步应用具有一定的参考价值。

基于脉冲激光测距原理, 推导了飞行目标激光测距回光功率的一般方程。基于目标探测跟踪系统的瞄准误差理论, 结合测距方程建立了系统准测概率的计算模型。利用Matlab软件仿真分析了激光发散角、系统跟踪精度、目标尺度、探测距离及系统接收口径对回光稳定性的影响。设计了一个飞行目标脉冲激光测距系统, 并根据理论分析结果确定了该系统参数, 搭建了实验平台。通过对无人机靶板目标的跟踪测距实验, 验证了系统的探测性能。通过对比不同大小靶板目标的准测概率与理论推算结果, 验证了该模型的有效性。

在紫外脉冲激光泵浦条件下,研究了有机材料EnBOD的放大自发发射(ASE)性能.EnBOD的甲苯稀溶液样品具有较窄的吸收和荧光光谱,主峰分别位于508 nm和527 nm.其ASE效率随着溶液浓度而变化,浓度为0.008 mol·L-1的EnBOD样品具有最高的ASE效率,达到22.6%.其ASE主峰位于542 nm,阈值约为29.5 kW·cm-2.阈值后的ASE半宽约为12.4 nm.经紫外脉冲激光20万次泵浦后,ASE的光强衰减为初始强度的61.2%.结果表明EnBOD是一种ASE阈值较低、光稳定性良好的激光材料.

研究了类叶绿素活性颜料在伪装应用中的光谱性能及光稳定性问题。从绿色植被的色素着手, 分析了叶绿素的性质及影响其降解的原因, 用Cu2+、Zn2+金属离子替代天然叶绿素中的Mg2+, 制备了叶绿素衍生物, 并通过光谱特性和光稳定性对叶绿素衍生物的特性进行了比较分析。研究结果表明, 从光谱性能和稳定性两方面综合考虑, Cu叶绿素更适合作为叶绿素修饰目标来提高颜料的稳定性, 从而为新型光学伪装涂料的制备提供材料基础。

通过选择高效窄带隙聚合物给体材料PTB7与电子受体材料PC71BM作为聚合物太阳电池的活性层, 采用Glass/ITO/poly(ethylenedioxythiophene)∶polystyrene sulphonate (PEDOT∶PSS)/PTB7∶PC71BM/electron extraction layer (EEL)/Al的器件结构研究了不同EEL对器件性能及光稳定性的影响。通过采用小分子有机材料Alq3与低功函数碱金属Ca作为EEL, 发现由于Ca的活泼金属特性及不稳定性, 以Ca作为EEL的聚合物太阳电池的初始效率在3d之后就下降了60%;而以Alq3作为EEL的器件在空气中放置一个月之后其初始效率仅下降30%。此外, 以Alq3作为EEL的器件光伏效率完全比得上传统器件中以Ca作为EEL的光伏器件。研究结果表明, Alq3是一种潜在的长寿命聚合物太阳电池的EEL材料。

依据β-环糊精的分子空腔容纳性质, 利用饱和水溶液法制备出阿维菌素-β-环糊精包合物, 利用高效液相色谱法测定其包封率。 结合红外光谱谱图说明了阿维菌素-β-环糊精包合物的形成; 分析了阿维菌素光解所产生的化学结构变化; 研究了所形成的包合物增强阿维菌素化学结构光稳定性的效应。 结果表明: 阿维菌素-β-环糊精包合物的包封率为40.5%; 从红外光谱谱图分析, 说明阿维菌素-β-环糊精包合物形成了分子间氢键, 组合效应与其物理混合物有区别。 阿维菌素B1a分子大环内酯结构可以被光分解破坏, 分解后大环内酯结构中的C—O—C结构红外伸缩振动峰消失, 内酯键发生明显断裂。 形成阿维菌素-β-环糊精包合物后, β-环糊精起包合作用的分子位点覆盖了阿维菌素B1a分子大环内酯结构, 为阿维菌素B1a分子大环内酯结构中的C—O—C结构提供良好的避光保护作用, 提高了阿维菌素B1a分子的光稳定性。 本实验的创新之处在于对所制备的阿维菌素-β-环糊精包合物的结构和特性从红外光谱角度进行了分析, 此类包合物可望作为理想的阿维菌素保护型控释制剂中间体。

A feasible method of combining the concept of fluorescence half-life and the power dependent photobleaching rate for characterizing the practical photostability of fluorescent proteins (FPs) was introduced. Furthermore, by using a fluorescent photostability standard, a relative comparison of the photostabilty of FPs from different research groups was proposed, which would be of great benefit for developing novel FPs with optimized emission wavelength, better brightness, and improved photostability. We used rhodamine B as an example to verify this method and evaluate the practical photostability of a far-red FP, mKate-S158C. Experimental results indicated good potential of this method for further study.

近红外吸收滤光片可以用于夜视兼容照明器件。为了研制夜视兼容近红外吸收滤光片,将一种菁染料均匀掺杂在透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备了近红外吸收滤光片,研究了菁染料的掺杂量对近红外吸收滤光片夜视兼容能力的影响。结果表明,随着菁染料掺杂量的增加,近红外吸收滤光片的可见光透过率逐渐下降,在近红外区域的吸收能力逐渐增加,光谱辐亮度夜视兼容值逐渐减小且朝着有利于满足夜视兼容要求的方向移动;将菁染料与普通塑料用染料透明黄GS、透明蓝AP-FW配合使用,成功制备出了一种绿色夜视兼容近红外滤光片,该滤光片不仅颜色满足军标中夜视绿A的要求,光谱辐亮度夜视兼容值为9.22×10-12,满足军标中对光谱辐亮度的要求,而且具备优异的光稳定性能。

聚合物基质光学均匀性好、对抽运光和染料激光透过率高、与染料分子相容性好、制备简单、成本低。制备了吡咯甲川567(1, 3, 5, 7, 8-pentamethyl-2, 6-diethylpyrromethene-BF2,PM567)掺杂的以甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate, MMA)和甲基丙烯酸-β-羟乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)的共聚物为基质的固体染料激光介质,研究了(HEMAMMA)对介质特性的影响。利用10 Hz重频调Q的Nd:YAG的倍频光纵向抽运固体染料激光介质,研究了介质的输出特性。介质的抽运阈值小于10 mJ/cm2,HEMA含量存在一个使得介质的斜率效率达到最高的最佳值。在HEMA体积分数为25%的介质中得到最高的斜率效率56.2%。以10 Hz重频,脉冲能量17.5 mJ(能量密度为0.02 J/cm2)调Q的Nd:YAG的倍频光纵向抽运固体染料介质,V(HEMA)V(MMA)=1:1的介质经约123000个抽运光脉冲后,输出下降为初始输出的一半,归一化的光稳定性为10.8 GJ/mol。

综述固体染料激光器的发展及研究最新成果。系统地阐述了固体染料激光器的基质、抽运光源、染料光稳定性和新型激光染料合成等方面。