水下拉曼光谱探测低通滤光片水拉曼信号抑制

拉曼光谱作为研究物质结构的一个强有力工具,被广泛应用于水环境物质的检测,近年在深海原位探测中也得到应用.文章针对水下拉曼光谱探测的需要,设计了用于水的O-H振动拉曼信号抑制的低通滤光片,经过计算,边缘为指数形式的低通滤光片可较好的满足需要,而且通过实际采用的低通滤光片的实验证明,采用低通滤光片后水的O-H振动拉曼信号得...     

Slow light on a printed circuit board

Slow-light effects induced by stimulated Raman scattering in polymer waveguides on a printed circuit board are shown to enable a widely tunable delay of broadband optical signals, suggesting an advantageous platform for optical information processing and ultrafast optical waveform transformation.     

单模光纤中超快受激拉曼散射的反斯托克斯波

由光纤中光的基本传输方程出发 ,利用慢变振幅近似 ,给出了包含反斯托克斯波的光纤超快受激拉曼散射的耦合波方程。以此为基础讨论连续、超快受激拉曼散射中泵浦波、斯托克斯和反斯托克斯波的耦合 ,分析了单模光纤相位匹配和群速匹配对光纤超快受激拉曼散射反斯托克斯波产生的影响     

基于分子对接的类二恶英类多氯联苯的拉曼光谱增强

为了从分子结构角度找到可以增强类二恶英类多氯联苯（PCBs）的拉曼光谱振动强度的结构变量,利用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-31G（d）水平下对13种类PCBs结构进行优化,通过分子对接技术提取13种PCBs与联苯双加氧酶（Bpha,PDB：3GZX）对接后的PCBs分子结构,并计算了气态环境下对接前后PCBs分子的拉曼光谱振动强度和频率。研究结果表明：13种PCBs的拉曼振动归属为苯环变形、C-C伸缩、C-H摇摆、C-H伸缩以及各种形式的耦合,其中拉曼光谱频率在1 632.77~1 652.06 cm^-1之间的振动最强,苯环变形为特征振动;对接后PCBs的二面角大小有明显的改变,导致拉曼振动强度提高2.9%~213.98%,频率在1 631.57~1 651.94 cm^-1之间的拉曼峰整体发生蓝移,二面角大小与拉曼振动强度呈现一定程度的线性关系,随二面角逐渐减小,拉曼振动增强。实验结果表明,可通过调整PCBs的二面角大小达到提升PCBs辨识灵敏度的目的,并为PCBs拉曼光谱检测提供理论依据。     

Raman光谱方法研究三氯甲烷与苯分子间的 C/H···π相互作用

测量了不同浓度三氯甲烷(CHCl₃)与苯(C₆H₆) 二元溶液的Raman光谱,随C₆H₆浓度的增加, 受分子间C/H···π相互作用的影响, CHCl₃中C-H键伸缩振动频率向低波数移动;当 CHCl₃体积分数小于40%, C-H键伸缩振动频率不变, 分子间C/H···π相互作用达到饱和.分别以 CHCl₃和 C₆H₆体积分数为70%的 CHCl₃-C₆H₆混合溶液为研究对象, 测量了它们的高压和低温Raman光谱.根据 CHCl₃中C-H键伸缩振动频率随压强和温度的变化关系, 得出了分子间C/H···π相互作用对压强和温度的扰动表现出不稳定性.     

基于苯溶剂化效应的多种邻苯二甲酸酯(PAEs)拉曼特征振动光谱辨识

利用密度泛函与自洽反应场理论在B3LYP/6-311G(d)水平下对16种邻苯二甲酸酯(PAEs)进行结构优化,并计算气态环境及溶剂中PAEs的拉曼光谱振动频率和去偏振度。研究显示,16种PAEs拉曼振动归属为苯环变形、酯基振动、C—C伸缩、C—H摇摆、C—H伸缩与耦合振动。其中酯基官能团出峰位置在1 700~1 780cm-1之间,拉曼峰较强,去偏振度较低(振动的对称性较强),可将酯基振动作为特征振动;但气态环境下仅12种PAEs拉曼峰之间的最小波数差大于显微拉曼光谱仪的检出限(0.2 cm-1),即利用酯基频区的去偏振度和拉曼峰不能完全辨识16种PAEs。溶剂化效应分析显示,溶剂苯对16种PAEs具有明显的溶剂化增强效应,16种PAEs拉曼峰之间最小波数差均增大到0.2 cm-1以上,且峰强增加了23%~183%,说明溶剂化效应下可利用酯基频区的去偏振度和拉曼峰辨识16种PAEs。本文的研究结果为PAEs拉曼光谱检测提供了理论依据。     

Femtosecond stimulated Raman spectroscopy

Advances in the field of Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy (FSRS), a new time‐resolved structural technique that provides complete vibrational spectra on the ultrafast timescale, are reviewed. When coupled with a femtosecond optical trigger, the time evolution of a reacting species can be monitored with unprecedented <25 femtosecond temporal and 5 cm^‐1 spectral resolution. New technological and theoretical advances including the development of tunable FSRS and a background‐free FSRS format are discussed. The most recent experimental studies focus on ultrafast reaction dynamics in electronically excited states: isomerization in cyanobacterial phytochrome, ultrafast spin flipping in a solar cell sensitizer, and excited state proton transfer in green fluorescent protein. The use of FSRS to directly map multidimensional reactive potential energy surfaces and to probe the mechanism of reactive internal conversion is prospectively discussed.     

乙烯基酯树脂光固化的拉曼光谱研究

文章利用理论计算(DFT,密度泛函理论)和实验两种方法得到了乙烯基酯树脂的拉曼光谱.通过对比分析,再结合相关文献,对其光谱的振动模式进行初步的指认,拉曼光谱中苯环平面内的变形振动在1598 cm-1、C=C的伸缩振动和C=O的伸缩振动分别在1628 cm-1和1702 cm-1.3007 cm-1和3062cm-1的振动归属于=C-H的伸缩振动和苯环上C-H的伸缩振动,而-C-H的伸缩振动在2800 cm-1~3000 cm-1.并且对比了可见光固化树脂固化前后的拉曼光谱图,可见光固化树脂的固化,主要由于1630cm-1C=C的交联反应产生.     

纳米氮化镓的拉曼光谱研究

纳米氮化镓的拉曼光谱研究罗薇邹广田崔启良赵永年崔田李红东韩杰（吉林大学超硬材料国家重点实验室长春１３００２３）ＳｔｕｄｙｏｆＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａｏｎＧａＮＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＬｕｏＷｅｉ，ＺｏｕＧｕａｎｇｔｉａｎ，ＣｕｉＱｉｌｉａｎｇ，Ｚｈａｏ...     

Fourier transform spectral interferometric coherent anti-Stokes Raman scattering (FTSI-CARS) spectroscopy

A novel Fourier transform spectral interferometric (FTSI) multiplex coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) technique is developed to extract the vibrational spectrum equivalent to the spontaneous Raman scattering. The conventional FTSI method is modified to use the internal nonresonant CARS signal as a local oscillator to perform spectral interferometry. Utilizing the causality of the coherent vibration (i.e., there should be no signal before the laser excitation), this new FTSI method recovers the entire complex vibrational spectral parameters. We demonstrate this technique with a previously reported single-pulse multiplex CARS method that uses a single phase-controlled broadband ultrafast laser pulse.     

Bismuth-content-dependent polarized Raman spectrum of InPBi alloy

We systematically investigate the optical properties of the InP_(1-x)Bi_x ternary alloys with 0≤x≤2.46%,by using high resolution polarized Raman scattering measurement.Both InP-like and InBi-like optical vibration modes(LO) are identified in all the samples,suggesting that most of the Bi-atoms are incorporated into the lattice sites to substitute Patoms.And the intensity of the InBi-like Raman mode is positively proportional to the Bi-content.Linear red-shift of the InP-like longitudinal optical vibration mode is observed to be 1.1 cm~(-1)/Bi%,while that of the InP-like optical vibration overtone(2LO) is nearly doubled.In addition,through comparing the(XX) and Z(XY) Raman spectra,longitudinaloptical-plasmon-coupled(LOPC) modes are identified in all the samples,and their intensities are found to be proportional to the electron concentrations.     

线性多烯分子的共振拉曼光谱

线性多烯分子是重要的光电材料,它还具有光采集、 光防护、 防癌、 抗癌功能,也是物理学、 化学理论研究的理想分子。 共振拉曼光谱是研究线性多烯分子最有力的工具。 本文总结了线性多烯分子共振拉曼光谱的特征及其与分子结构的关系,包括：电子光谱(紫外-可见吸收光谱)、 拉曼光谱的性质及与外场的关系;电子能隙对碳碳原子振动的调制作用;给出几个实验结果：温度降低、 溶剂密度增加、 溶液浓度降低等会使线性多烯分子结构有序增加,π电子能隙减小,使紫外-可见吸收光谱红移;π电子离域扩展,有效共轭长度增加,拉曼活性提高,拉曼光谱红移,拉曼截面增加。 振幅模型是研究线性多烯分子较理想的模型。     

药用植物真伪品的FT-Raman光谱法鉴别研究

首次采用近红外傅里叶变换拉曼光谱法 (NIR Raman)无损快速鉴别了药用植物肉桂、天麻及其伪(混淆 )品。结果表明 :药用植物肉桂、天麻及其伪 (混淆 )品在拉曼光谱图上有明显的差别。如肉桂在 1 60 0和 1 3 0 0cm- 1有较特征的基频振动峰 ,而肉桂的混淆品阴香 1 3 3 0cm- 1的峰较弱 ,相反的是 1 62 4和 1 5 97cm- 1的基频振动峰较强。天麻在 2 91 4cm- 1的C H振动峰与羊角天麻的 2 93 4cm- 1位移了 2 0个波数 ,另外羊角天麻在 1 60 5cm- 1有较强的拉曼基频振动峰 ,而药用天麻此处未见振动峰。凭借这些谱峰的差异可进行药材的真伪鉴别。该方法具有快速、准确、操作简单、不破坏样品 ,可直接进行鉴别的特点。     

基于二维相关技术的氯吡脲拉曼光谱分析

氯吡脲作为一种苯脲类生长调节剂,被广泛应用于果蔬中,但是氯吡脲若过量使用,会严重影响果蔬的内在质量,且摄入过多会影响人的身体健康。现有的检测方法,虽然技术上成熟、精度高,但技术条件要求高、样品预处理过程复杂、耗时、检测费用高。利用二维相关拉曼光谱技术对乙酸乙酯中氯吡脲的浓度变化进行检测研究,建立一种灵敏、快速、高效的检测果蔬中氯吡脲的技术提供理论基础,对食品安全具有重大意义。采集氯吡脲粉末的拉曼光谱图,结合氯吡脲分子的结构图可对拉曼光谱谱图中的峰进行归属。配置浓度分别为2.5,5.0,7.5,10.0,12.5,15.0,17.5和20.0 g·L-1的氯吡脲乙酸乙酯溶液并采集拉曼光谱,对不同浓度的氯吡脲乙酸乙酯溶液的光谱数据进行二维相关分析,得到氯吡脲的拉曼二维相关同步谱图和异步谱图,分析同步谱图得出842, 992, 1 044, 1 442和1 604 cm-1的几处交叉峰具有协同作用,随着氯吡脲浓度的升高而升高;分析异步谱图得出交叉峰敏感性为1 044 cm-1>992 cm-1>842 cm-1,1 735 cm-1>1 604 cm-1>1 442 cm-1,842 cm-1>1 735 cm-1。结果表明,乙酸乙酯中氯吡脲的拉曼特征吸收峰分别为842,992,1 044,1 442,1 604和1 735 cm-1,其中1 044 cm-1（苯环的环伸缩振动）、992 cm-1（吡啶环的环呼吸振动）、842 cm-1（C-O-N假对称的伸缩振动）、1 735 cm-1（C=O伸缩振动）对氯吡脲浓度变化比较敏感,敏感度顺序为苯环的环伸缩振动>吡啶环的环呼吸振动>C-O-N假对称的伸缩振动>C=O伸缩振动>多个耦合峰的C=C伸缩振动>C-H的变形振动。拉曼光谱与二维相关技术相结合可以准确地反映出氯吡脲随浓度变化,为果蔬中氯吡脲含量的检测奠定了理论基础。     

Raman光谱分析脉冲电场对大豆分离蛋白的影响

采用自行研制的高强脉冲电场设备,利用拉曼光谱分析脉冲电场对大豆分离蛋白微观结构的影响。结果表明,在50 kV.cm-1的高强脉冲场强下,PEF诱导2 886 cm-1附近峰明显消失,脂肪族侧链C—H伸缩振动微环境极性和色氨酸残基微环境极性不断增强;诱使C—H平面弯曲振动、C—N伸缩振动,以及天冬氨酸和谷氨酸中的C O伸缩振动减弱;诱导酰胺键C O伸缩振动和N—H摇摆振动增强。同时发现酪氨酸被包埋程度随着脉冲时间的延长而先增加后减小,在脉冲处理时间为1 600μs时,酪氨酸包埋程度最大。     

High-order Raman scattering of X rays by optical phonons and generation of ultrafast X-ray transients

We study the modulation of x-ray diffraction in ideal crystals by a copropagating wave of optical vibrations generated by a fs-laser pulse. Our results suggest that in the synchronous interaction regime the output diffracted x-ray field has the form of ultrafast transients with a time structure even shorter than the period of the excited vibrational mode. The behavior is explained in terms of high-order Raman scattering of x rays by optical phonons.     

基于表面增强拉曼光谱技术的海洋污染物多氯联苯吸附特性分析

海洋中多氯联苯污染监测受到广泛关注,采用表面增强拉曼光谱(SERS)和密度泛函理论(DFT)方法探究四种代表性的多氯联苯(PCB15,PCB28,PCB47和PCB77)的拉曼光谱差异以及在金纳米表面的吸附特性,并对比了物质吸附特性差异对各自SERS定量检测的影响规律.首先,计算了多氯联苯的拉曼光谱和振动模式贡献,并与...     

Optical properties of nanocomposites based on polymers and metal nanoparticles

The optical properties of nanocomposites of metal nanoparticles and polymers of two types have been studied. Gold and silver nanoparticles were obtained by laser ablation of corresponding metal targets in acetone and chloroform. The thus formed colloidal solutions were used to prepare nanocomposites of these nanoparticles in polymer matrices of polymethylmethacrylate (PMMA) and fluorine-containing polymer LF-32. The polymer matrix is found to promote aggregation of the metal nanoparticles under study into elongated chains. In turn, metal nanoparticles affect the polymer matrix. In the case of PMMA, suppression of the vibrational peaks of polymer in the low-frequency region of its Raman spectrum occurs. In the case of LF-32, gold and silver nanoparticles amplify the Raman signal of the polymer matrix. In addition, the Raman spectra of nanocomposites indicate aggregation of disordered carbon around the nanoparticles obtained by laser ablation in organic solvents. The possibilities of studying the ultrafast (about 1 ps) optical response of the nanocomposites obtained in order to use it in photonics elements are discussed.     

聚合物电致发光器件工作层热效应的喇曼光谱研究

以喇曼光谱和红外测温仪为表征手段, 研究了聚合物电致发光器件在施加不同电流密度的工作条件下器件内部热效应对器件老化的影响. 通过实验得到器件内发光层的斯托克斯喇曼信号和反斯托克斯喇曼信号强度的比值, 代入波尔兹曼方程计算得到该层对应的温度, 从而达到精确测量器件内部工作温度的目的. 通过对器件施加0~169 mA/cm²的电流密度, 发现器件内部工作温度逐渐升高, 最终达到有机层的玻璃化转变温度后, 发光层材料发生相变, 变成游离状的液态, 这种状态不稳定, 造成发光层材料的局部缺陷, 使得器件阴阳极短接导致器件短路, 从而发光失败. 实验表明喇曼光谱是一种探测薄膜器件内部工作层温度的有效手段.