北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
基于单模半导体激光器的模式跃变特性，用两个不同的驱动电流交替驱动激光器使其交替输出两个波长相近的激光，一个位于甲烷的一个窄带吸收峰处，被甲烷吸收；另一个错开稍许，不被甲烷吸收，用作参考光束.光束通过气体吸收室后，经光电转换输出方波电信号，两个波长光的强度分别对应方波信号的顶部和底部，随甲烷浓度变化的光，与其相对应方波的顶部也将随着甲烷气体浓度的变化而变化；参考光束的光不被甲烷吸收，与其对应的方波的底部将不随甲炕气体浓度的变化而变化，于是方波的幅值与甲烷浓度成一一对应关系.由于二者的波长相近，当它们通过媒介气体时，尘埃引起的散射或者衰减基本相同，可以用数学方法将其消去.实验结果表明，该方法在不采用昂贵的数字锁相放大器，且气体吸收光程只有10cm。的条件下，达到了0.05％的探测灵敏度.
分子光谱学 甲烷浓度检测 窄带吸收 半导体激光器跳模 molecule spectroscopy methane concentration detection narrow-band absorption mode-hopping of diode laser
构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3+:MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3+:MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3+:MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.
分子光谱学 基态能级 晶体场理论 精细结构 零场分裂 Jahn-Teller效应
以Nd:YAG激光器抽运的光学参量发生/放大器为激发源,采用脉冲光声(PA)光谱技术,获得了NO分子在420.0～470.0 nm波长区间的激光诱导光声光谱,光谱由规则的振动序列组成。通过测量光声信号随激光强度的变化,确定了光声信号产生于NO分子经X2Π(v″=0)→A2Σ(v′=0,1)的双光子激发跃迁及X2Π(v″=0)→E2Σ(v′=2,3,4),F2Σ(v′=1,2,3),R2Σ(v′=0,1)的三光子激发跃迁,对应于双光子激发跃迁的光声信号比通过三光子激发跃迁产生的光声信号强,由此确定了以可见光作激发光源,采用光声技术对NO分子进行探测的最佳激发波长为452.4 nm或429.6 nm。以实验结果为基础,获得了NO分子A2Σ,E2Σ,F2Σ,R2Σ激发电子态的振动常数分别为2346 cm-1,2342 cm-1,2397 cm-1,2381 cm-1,与采用其他方法测量的结果符合得较好。
分子光谱学 多光子激发 光声光谱 振动常数
1 华南师范大学光谱学与波谱学教育部重点实验室,华东师范大学物理系, 上海 200062
2 金沙萨大学工程系,刚果民主共和国 金沙萨
3 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉 430071
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。
光谱学 分子光谱学 光外差磁旋转浓度调制光谱技术 O2分子
1 南京师范大学分析测试中心江苏省光电技术重点实验室, 南京 210097
2 南京中医药大学, 南京 210029
用拉曼光谱探讨维生素C对紫外线诱发DNA损伤的保护作用。测量了小牛胸腺DNA水溶液及其添加微量维生素C并经过9 min和30 min紫外辐射的拉曼光谱,紫外线的辐射照度为18.68 W/m2。实验结果表明:在浓度为0.2 mmol/L的维生素C存在的条件下,全波段的紫外辐射对DNA只造成了轻微的损伤。DNA被保护可能是因为紫外辐射虽然产生了对DNA损伤很大的自由基,但维生素C具有清除自由基的能力。另外由于DNA和维生素C在260 nm处对紫外线都有很强的吸收能力,因此也可能是维生素C对紫外线的吸收能力强于DNA,从而保护了DNA。
生物光学 分子光谱学 DNA的损伤保护 拉曼光谱 维生素C 紫外辐射
1 华东师范大学物理系光谱学与波谱学教育部重点实验室, 上海 200062
2 金沙萨大学工程系,刚果民主共和国 金沙萨
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。
分子光谱学 CO分子三重带系光谱常数 光外差磁旋转浓度调制光谱技术 CO分子
测量和分析了硅甲烷(SiH_4)v_1带和v_3带的CARS光谱,并采用偏振CARS技术,解除了v_1带的影响,获得了完全的v_3带的CARS谱.偏振测量和理论模拟计算给出了v_1带和v_3带Q支峰值间的频率位移及两者喇曼跃迁截面平方的比值.
相干反斯托克斯喇曼光谱学 硅甲烷 分子光谱学 偏振技术
