对利用LiNbO3晶体拉曼活性的E对称模(ωTO=236 cm-1≈7.08 THz)产生太赫兹辐射进行了研究, 采用输出波长为1.064 μm 的Nd:YAG脉冲激光器作为泵浦源, 根据光学参量振荡的基本原理, 推导计算了非共线第二类相位匹配条件下的晶体长度、有效非线性系数、相位匹配角等技术参量, 最后根据所计算的各技术参量设计了太赫兹光学参量振荡器(TPO)。

本文利用离散偶极子近似方法研究了银纳米三棱柱二聚体的光学性质, 考察了粒子相对位置、粒子间隔和入射光偏振方向对消光谱和电场的影响。入射光偏振对二聚体的消光谱和表面电场均有较大的影响。纳米粒子间隔较小时, 粒子间存在较强的耦合; 粒子间隔较大时, 二聚体的消光谱更接近两个相互独立的粒子情形。另外二聚体的表面电场分布和平均电场强度还受到粒子相对位置和间隔的影响, 随着粒子间隔的增大, 表面平均电场值振荡上升达到最大值后减小。

在已知大气气溶胶折射率和气溶胶谱分布的基础上, 对近红外波段的气溶胶衰减特性进行了研究。利用Mie散射理论计算并讨论了气溶胶的消光、散射、吸收效率因子随尺度参数的变化和消光系数随半径和波长的变化, 并且在MATLAB中对各种变化情况进行了仿真。结果表明, 三种气溶胶粒子的消光和散射能力依次为沙尘性粒子, 水溶性粒子, 烟煤。消光系数在粒子半径和入射波长相近时达到最大, 并且粒子半径对消光、散射、吸收系数的影响比入射波长更明显。这些结论可以为红外辐射在大气中的衰减计算和分析提供依据。

以立方的AgCl纳米结构作为前躯体, 利用共聚焦拉曼光谱仪的光源原位辐射获取新鲜Ag, 并同步用于对巯基吡啶(4-Mpy )分子的SERS检测。结果表明: 随着辐射时间的增加, 4-Mpy 分子的SERS信号强度增加并趋于最大值。结合信号强度和AgCl表面形貌及其化学组分的演变, 给出了一种可能的机理解释。

采用柠檬酸三钠还原硝酸银方法制备出银纳米粒子, 并通过在玻璃表面修饰3-氨基丙基-三乙氧基硅烷( APTES)对银纳米粒子进行自组装。利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)测试手段对样品进行分析和表征。由测试结果可知银纳米粒子的尺寸比较均匀, 组装致密度较高, 基本以亚单层的形式分布于基底表面。进一步研究了以结晶紫(CV)为探针分子的自组装基底的表面增强拉曼光谱(SERS), 计算发现该基底的拉曼增强因子数量级达106。结果表明: 银纳米粒子自组装基底具有良好的SERS增强效应, 为痕量CV的检测提供了有效的方法。

本文提出了一种全新的基于整体柱材料的SERS检测方法。通过将探针分子和银溶胶混合后滴加在整体柱上, 我们可以得到浓度低至10-18 mol/L的罗丹明6G(R6G)及10-16 mol/L的对巯基苯胺(PATP)的SERS信号。利用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对银溶胶及整体柱材料进行了表征。通过实验结果可以初步推测, 整体柱材料的表面形态和孔结构可以促进银溶胶产生“热点”。

银纳米颗粒通过自组装形成二维结构薄膜具有独特的光学性质, 其提供的大量“热点”使其成为优越的表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman Scattering, SERS)基底。本文采用水／正己烷界面上自组装的方法得到了由密排的银纳米颗粒构成的薄膜, 并以Rhodamine 6G为探针分子, 比较了不同尺寸银颗粒组成薄膜的增强效果, 结果表明160 nm颗粒的增强效果最佳; 而与通过滴加银溶胶后形成的稀疏颗粒薄膜相比, 密排颗粒薄膜的SERS增强效果明显更好。

将微孔滤膜浸入柠檬酸三钠和硝酸银混合液通过微波加热银化制得一种新型、高活性的SERS活性基底。以结晶紫为探针分子, 采用便携式拉曼光谱仪检测其SERS活性, 同时探讨浸泡时间与SERS活性的变化关系。实验结果显示, 在浸泡2~8小时区间, 基底的SERS活性随着浸泡时间的增加而增强。

本文采用高温原位拉曼光谱研究了冷却方式对焦磷酸钙相变及其晶型制备的影响, 并结合第一性原理计算, 解析了α与β焦磷酸钙晶体的拉曼振动归属。研究表明, 从相变点之上快冷至室温可得到α焦磷酸钙; 当焦磷酸钙在1373 K保温时发生相变, 并进一步缓冷得到β焦磷酸钙; 而当在1373 K保温快冷可得到α与β的混合相, 混合相中各组分含量由相变点保温时间和冷却速率有关。高温原位拉曼光谱能原位观察无机材料制备过程中相的变化。

本文对Bi1-xSmxFeO3和Bi1-xLaxFeO3样品的拉曼光谱进行了研究, 结果表明当掺Sm量达15%时, 170 cm-1和272 cm-1模消失, 287 cm-1新模出现, Bi1-xSmxFeO3样品发生了三角到三斜的结构相变; 而当La量达30%时, 175 cm-1、219 cm-1和348 cm-1模消失, Bi1-xLaxFeO3样品才发生三角到正交的结构相变。这归因于Sm的有效离子半径与Bi的差别较大。掺杂导致的拉曼峰蓝移归因于离子间的作用增强。

本文主要研究Zn2SnO4粉末的颗粒尺寸效应对其拉曼和表面光电压谱的影响. Zn2SnO4粉末在空气中被光照射, 因丰富的表面态和弱的自建电场, 就会产生表面光电压,但是水热法和固相法制备得到的Zn2SnO4颗粒大小差别较大, Raman光谱和表面光电压谱发生明显的变化.

通过FT-IR(傅里叶变换红外光谱)和Raman(共焦激光拉曼光谱)分析黄芩苷包合物, 对拉曼光谱法作为一种新的验证包合物形成方法的可行性进行验证。采用饱和水溶液法制备黄芩苷包合物, 共焦拉曼光谱仪和傅里叶转换红外光谱仪分别测定并获得β-环糊精、黄芩苷、黄芩苷与β-环糊精物理混合物及黄芩苷包合物四种固体粉末的拉曼图谱和红外图谱并将其进行对照分析, 这两种方法互相印证, 互相补充, 可增强鉴定的准确性、可靠性, 共同证明了黄芩苷通过氢键作用嵌入β-环糊精的疏水空腔形成包合物, 从而增加了它的稳定性。拉曼光谱法具有快速、准确、简便、无损测量等显著优势, 可作为验证药物包合物的形成重要手段。

利用拉曼光谱对洛阳地区两座北魏墓出土陶俑的彩绘颜料进行了分析, 与标准颜料样品的拉曼光谱相比较, 识别出了陶俑所使用的红色、黑色、白色和蓝色颜料的显色成分。研究结果表明, 显微拉曼光谱分析技术非常适合对古墓葬彩绘陶俑进行成分分析。

PF8聚芴共轭高分子材料是应用于制作蓝色光激发光器件的一种有潜力功能材料, 故本文利用静态光散射技术研究了PF8聚芴共轭高分子在稀薄甲苯溶液中的形态结构变化特点。研究结果显示, PF8共轭高分子在甲苯稀薄溶液中单一分子链的持续长度与Kuhn链结长度均明显受到温度的影响。这表明在较高温度下高分子与溶剂间的相互作用力较大, 导致其呈现较伸展的虫状形态结构; 而在较低温度下高分子与溶剂间相互作用力较小, 导致其呈现收缩的结构形态。因此在较高温度状态下PF8共轭高分子应该具有比较刚硬的特征。

利用共振拉曼光谱技术, 在体测量了室内盆栽树椒果实的拉曼光谱。实验结果表明, 树椒果实的β-胡萝卜素含量随成熟期临近而增加, 成熟期后(约45天)达最高值; 没受光照的树椒果实β-胡萝卜素含量明显低于接受阳光照射的果实含量; 生长(成熟)前期受阳光照射部位由黄白色变为紫色, 其β-胡萝卜素含量高于其他部位。本文为在体分析水果蔬菜中β-胡萝卜素含量提供了方法和依据, 也验证了阳光在植物生长中的作用。

在水稻雄性不育系花粉细胞败育程度鉴定方法上, 传统的单纯显微图像分析方法或纯光谱分析方法存在定性、定位、定量和定时四位一体分析能力不足的问题。本文在普通荧光显微镜的基础上, 研制出一种基于LCTF ( Liquid Crystal Tunable Filter, 液晶可调谐滤光器)的显微光谱成像分析系统, 并将其引入到水稻花粉发育过程中的细胞学定量研究, 初步建立起一套针对水稻花粉透射光光谱图像分析和荧光光谱图像分析新方法。与传统的纯光谱或纯图像分析方法相比, 本分析方法具有独特的定性、定量、定位和定时四位一体的分析能力, 其对水稻雄性不育系花粉败育程度的鉴定将更为准确。本方法对于其它植物和动物细胞的定量分析同样具有借鉴和推广意义。

阶梯状改变环境湿度, 利用FTIR-ATR(Attenuated Total Reflection)技术以及显微成像技术观察NaNO3气溶胶微粒的结晶动力学。多次实验证实NaNO3液滴在饱和点74.5%RH之后开始陆续风化, 至风化点53%RH之后结晶速率明显增快, 但并不是相对湿度越低, 结晶速率越快, 而是相对湿度的变化率越大, 结晶速率越快。对数据进行非线性拟合发现在湿度下降处结晶速率呈指数关系, 在湿度稳定時结晶速率呈线性关系。并且通过显微镜观察到尽管样品NaNO3液滴的直径在同一个数量级上, 仍能看出结晶速率与液滴半径关系紧密, 半径越大越易结晶, 结晶的相对湿度越高。

通过发射光谱对大气压氦等离子体射流三个不同位置进行测量, 并采用光谱拟合获得氮气分子振转温度的方法, 研究了放电电压和气体流量以及离喷口的距离对射流的温度和化学活性的影响。发现大气压等离子体射流的气体温度和振动温度均随着放电电压增加而升高, 随着气体流量的增大而降低, 随着离喷口距离的增加而降低并逐步趋于稳定。通过对等离子体射流中振动温度的变化趋势并结合活性成分氧原子光谱强度的变化证实了等离子体射流的活性亦随着气体流量及离喷口距离的增大而降低, 随着放电电压增加而升高的结论。

毒品来源推断技术可以为禁毒工作提供准确的毒品情报信息, 对于有效打击毒品犯罪活动具有重要意义。毒品中添加成分的分析方法研究是毒品来源推断技术的重要组成部分。本文对海洛因、甲基苯丙胺和氯胺酮三类我国常见毒品及其添加成分进行了拉曼光谱快速分析研究, 将盐酸海洛因、盐酸甲基苯丙胺和盐酸氯胺酮毒品与淀粉、葡萄糖、咖啡因等添加成分按一定质量比例混合制成混合样本, 进行拉曼光谱分析。实验结果表明, 在毒品含量低至10%的混合毒品样本中应用拉曼光谱技术能够检出毒品成分; 同时在添加成分含量低至10%的混合毒品样本中也能准确检出添加成分。拉曼光谱法是检验常见毒品及其添加成分的快速有效的方法。

本文通过改进的多元醇法成功制备了尺寸可控、均一的立方形银纳米材料, 然后在不经过任何后处理的情况下通过置换反应一锅合成了中空型的银/钯(Ag/Pd)和银/铂(Ag/Pt)纳米立方体, 并用透射电子显微镜(TEM)和紫外可见吸收(UV-visible)光谱对所合成的Ag纳米立方和空心的Ag/Pd 和Ag/Pt纳米立方进行了表征。

本文报道了运用外部荧光种子(罗丹明6G乙醇溶液)植入法对液芯光纤中CS2受激拉曼散射的增强研究。实验结果表明, CS2的二阶、三阶Stokes波分别获得了1.92和11.71倍的增益。并对外部荧光种子植入法增强液芯光纤中受激拉曼散射的机制进行了分析。