CO_2分子15μ带谱带模型参数的计算

本文基于S.J.Young提出的计算分子谱带模型参数方法及我们以前的工作,对CO_2分子在8.8～20μ波长内的谱带模型参数(平均吸收系数和谱线密度间隔)进行了系统计算。使用这些数据对发射率和透过率进行了计算,其结果与国外实测数据符合得非常好。     

C_2O分子2.7μ带谱带模型参数和光谱发射率的计算

本文在简化考虑Fermi共振的基础上。研究了CO_2分子2.7μ组合带谱带模型参数的计算方法,给出了平均吸收系数和谱线密度间隔的系统的数据。在计算中,对低温和高温两种情况分别采用不同的计算方法,为了检验数据的可靠性,使用文中所提供的数据用谱带模型理论计算了2.7μ带在某些光学路径下光谱透过率和发射率,并将它们与实验测量结果相比较,两者符合得很好。     

非对称陀螺分子带模型参数的计算Ⅰ

本文给出了一个计算非对称陀螺分子带模型参数(平均吸收系数和平均谱线密度)的近似数值计算方法。利用该方法,计算了水分子带6.3-μ带模型参数。通过计算得知,该方法具有一定的可行性。     

一种气体吸收的逐线计算模型及其实验验证

建立一种高分辨率的气体吸收光谱的逐线计算模型,分子谱线参数数据库采用了最新的低温库HITRAN2008和高温库HITEMP2010,能根据温度条件自动选择合适的谱带参数库,并可同时满足高温和常温气体辐射计算。计算波数采用等间隔取样,取样间隔大小以能分辨出典型分子谱线为条件确定。线翼截断采取等波数截断,总内配分函数由Gamache拟合三次多项式计算。谱线线型根据气体温度和压力来选择,最后,利用该模型计算了压力为1atm,不同温度、浓度和路径长度下CO2在4.3μm和2.7μm的透射率。考虑FTIR仪器增宽,将逐线计算结果降为窄带透射率,与中分辨率的试验结果对比均吻合,并能在较宽的温度范围内保证精度。     

水分子带模型参数的计算

本文利用前文关于非对称陀螺分子带模型参数的数值计算方法,从理论上系统地计算了水分子温度从300K到2000K,波长从1μ到8μ各谱带带模型参数。计算结果与实验值和其它方法算得的结果符合的比较好。     

自由基分子NH2ν2带CO激光磁共振π谱的观测

采用高灵敏度、高分辨率激光磁共振光谱(LMR)方法在6μm谱段测量了自由基分子NH₂ν₂带的π谱(ΔM_J=0).测量了前人已测过的谱,结果与之较好符合.并观测到了前人没有观测过的新谱,在3支激光谱线下共获得约13支塞曼(Zeeman)跃迁谱线,其中在2支激光谱线下新测得的谱线10支.利用我们已经测得的^[8]σ谱的新的共振谱线的数值和已取得的激光磁共振谱线的标识方法,可预期得到NH₂的一些新的分子参数.     

不同时空结构的四边形放电斑图等离子体参量研究

采用发射光谱法,研究了不同时空结构四边形斑图的等离子体参量。实验发现,在低气压区和高气压区,四边形斑图表现出不同的时空结构。利用N₂分子第二正带系的六条谱线强度计算了分子振动温度;利用第一负带系N+₂(391.4 nm)与第二正带系N₂(394.1 nm)谱线强度比,研究了电子能量的变化;利用Ar原子696.54 nm谱线的展宽和频移来反映电子密度;利用Ar原子特征谱线强度比法计算了电子激发温度。结果表明：低气压区四边形斑图的分子振动温度、电子激发温度和电子平均能量均大于高气压区四边形斑图,而电子密度小于高气压区四边形的电子密度。     

自由基分子NH2υ2带CO激光磁共振σ谱的观测

采用高灵敏度,高分辨率激光磁共振光谱(LMR)方法在6μm谱段测量了自由基分子NH₂υ₂带的σ谱(△M_J=±1)。重复了前人已测过的谱,结果与之较好符合。并观测到了新谱,在14支激光谱线下共获得约115支塞曼(Zeeman)跃迁谱线,其中在6支激光谱线下新测得的谱线91支。     

应用于FTIR气体监测的HITRAN数据库分子标准吸收截面计算方法研究

根据HITRAN数据库中分子吸收谱线的积分线强和一些谱线相关参数(中心位置、压力展宽半宽度、温度依赖系数等),研究了应用于FTIR气体监测的HITRAN数据库分子标准吸收截面计算方法,主要包括线强温度修正,谱线展宽,谱线卷积,逐线积分和数值算法.以甲烷为例给出采用矩形(Boxcar)和三角(Triangular)两种截断函数得到的1cm-1分辨率下甲烷分子标准吸收截面数据.     

大面积沿面放电等离子体温度的光谱研究

设计了水电极放电装置,在空气/氩气混合气体中实现了大面积沿面放电。采用发射光谱法,对分子振动温度、电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化进行了研究。根据氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算出氮分子的振动温度;使用Ar 763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₂→1S₃)的两条发射谱线的强度比得到电子激发温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比得出了电子的平均能量的变化。实验研究了发射光谱随气压的变化,发现其强度随着气压的增加而增强,且其整个轮廓和谱线强度之比也发生变化。随着气压从0.75×105Pa升高到1×105Pa,分子振动温度、电子激发温度和电子能量均呈下降趋势。     

压强对介质阻挡放电中八边形结构等离子体温度的影响

利用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气的混合气体中,首次观察到了由点和线组成的八边形结构。采用发射光谱法,研究了八边形结构中的点和线的等离子体温度随压强的变化关系。利用氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π几_g)的发射谱线,计算了点和线的分子振动温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子394.1 nm两条发射谱线的相对强度比,研究了点和线的电子平均能量大小变化;利用氩原子763.26 nm(2P₆→1S₅)和772.13 nm(2P₂→1S₃)两条谱线强度比法,得到了点和线的电子激发温度。实验发现：在同一压强条件下,线比点的分子振动温度、电子平均能量以及电子激发温度均高;随着气体压强从40 kPa增大到60 kPa,点和线的分子振动温度、电子平均能量以及电子激发温度均减小。     

Ar-D2O复合物在D2O弯曲振动模附近的新振转子带

稀有气体原子和水分子组成的范德瓦耳斯复合物是研究水和其他原子分子之间相互作用的典型模型.本文利用中红外连续外腔量子级联激光器结合脉冲超声分子束吸收光谱技术,在D₂O弯曲振动带(v₂=1←0)附近测量了Ar-D₂O复合物4个新的振动转动子带.基于赝双原子分子有效哈密顿量,本文对测量到的振动转动谱线和前人报道的下能级所涉及的纯转动谱线进行了最小二乘法全局拟合,得到了包括振动子能级能量、转动常数和离心畸变常数等在内的精确的基态和激发态分子参数.Ar-D₂O的D₂O弯曲振动激发的振动带头被精确确定为1177.92144 (32) cm^-1,该值比D₂O单体的带头红移了约0.458 cm^-1.将从实验得到的振动子能级能量与基于四维势能面的理论计算结果进行了比较,检验了理论计算方法的精度.     

压强对空气/氩气介质阻挡放电中等离子体温度的影响

使用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气的混合气体放电中,利用发射光谱法,研究了电子激发温度和分子振动温度随气体压强的变化关系。通过氩原子763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₆→1S₃)两条谱线强度比法计算电子激发温度;通过氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算氮分子的振动温度;对氮分子离子391.4 nm和激发态的氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度进行了测量,以进一步研究电子能量的变化。实验表明,随着压强从20 kPa增大到60 kPa, 电子激发温度减小,分子振动温度减小, 氮分子离子谱线与激发态的氮分子谱线强度之比减小。     

用可调谐二极管激光光谱仪观测3657—3708cm~(-1)区域CO_2高分辨振转光谱

用可调谐二极管激光光谱仪观测到3657—3708cm~(-1)区域内CO_2各种同位素分子的9个振转谱带。首次观测到~(12)C~(16)O~(17)O的10011—00001谱带和~(12)C~(16)O~(18)O的11111—01101谱带,对其余7个谱带则扩充了其观测振转线的数目。用最小二乘方拟合法计算了各谱带的光谱常数,发现CO_2分子常数表中~(12)C~(16)O~(17)O的10011—00001谱带中心v的计算值比本实验观测值大0.287cm~(-1),而~(12)C~(16)O~(12)O的11111—01101谱带中心v_0的计算值则比本实验观测值小0.048cm~(-1)。     

多普勒漂移对超音速燃气流光辐射特性计算的影响

分析了超音速射流由于高速相对运动产生多普勒谱线漂移效应对光辐射特性计算的影响。通过采用逐线计算法对不同环境压力、气流温度、气流速度条件下超音速燃气射流在不同的红外光谱区(2.7微米谱带和4.3微米谱带)光辐射谱带积分强度的计算结果比较表明:多普勒漂移效应受环境总压影响最大,压力越大多普勒漂移的影响越小;随着温度升高多普勒漂移效应的影响降低;随着相对速度的增加,多普勒漂移效应的影响多数情况下是增加的。     

超声射流冷却S2自由基激光诱导荧光激发谱

在超声射流条件下.采用SF6/Ar(～10%)混合气束脉冲直流放电方法产生S2自由基,观测了32S2自由基在30000～35500 cm-1波段的激光诱导荧光激发谱.通过对所观测到的40多个振动谱带的归属,确定其中28个谱带为s2自由基B3∑μ一X3∑-g跃迁的(v'=1-9,0),(v'=1-8,1),(v'=1-7,2)和(v'=2-5,3)四个谱带序列.通过对所获谱带的转动分析,得到更为丰富的S2自由基B3∑-μ-X3∑-g跃迁谱带的转动光谱常数和更为精确的B3∑-μ电子态的平衡分子常数:Te,щe,щXe,Be,ae和Re.另外,还测得所有观测到的谱带的寿命,进一步丰富了S2自由基学∑-μ-X2∑-g跃迁谱带的光谱信息.     

基于光纤放大增强型光声光谱的H2S与CO2检测技术

高浓度的CO_2会对H_2S的检测精度产生较大影响。本文提出了一种基于光纤放大增强型光声光谱的H_2S与CO_2检测技术方案,采用单个分布反馈式激光器串联高功率掺铒光纤放大器作为光声激励光源,实现了对H_2S与CO_2的同时高精度检测。分析了CO_2在所选H_2S吸收线处对H_2S检测产生的干扰,同时利用检测到的CO_2浓度对测量的H_2S浓度进行修正。实验结果表明,修正后的H_2S浓度偏差保持在-5%～5%以内。使用Allan方差分析对系统的检测极限进行了计算,当积分时间为1 s时,该系统对H_2S和CO_2的检测极限分别为656.3×10~(-9)和25.2×10~(-6);当积分时间为100 s时,系统对H_2S和CO_2的检测极限分别为61×10~(-9)和2.6×10~(-6)。计算得到的对H_2S检测的归一化噪声等效吸收系数为5.5×10~(-9) cm~(-1)·W·Hz~(-1/2)。本系统具有检测精度高和稳定性好的优点。     

自由基分子NH_2υ_2带C0激光磁共振σ谱的观测

采用高灵敏度,高分辨率激光磁共振光谱(LMR)方法在6μm谱段测量了自由基分子NH_2v_2带的σ谱(△M_1=±1)。重复了前人已测过的谱,结果与之较好符合。并观测到了新谱,在14支激光谱线下共获得约115支塞曼(Zeeman)跃迁谱线,其中在6支激光谱线下新测得的谱线91支。     

狭缝微放电等离子体参数的光谱测量

利用平行管水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气混合气体中,得到了狭缝微放电等离子体。利用发射光谱法,研究了此放电中分子振动温度、分子转动温度和电子的平均能量随气体压强的变化。通过氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线计算了氮分子的振动温度;利用氮分子离子(N2+)的第一负带系(B2Σu+→X2Σg+)的发射谱线计算了氮分子的转动温度;测量了氮分子离子391.4 nm和激发态的氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比,研究了电子能量的变化。结果表明,当压强从60 kPa增大到100kPa,分子振动温度及分子转动温度均减小,氮分子离子谱线与激发态的氮分子谱线的强度之比亦减小。     

RhⅫ,PdⅩⅣ和AgⅩⅤ离子4s24p3-4s24p25s跃迁的扩展分析

用相对论Hartree-Fock方法对YⅦ-AgⅩⅤ离子4s24p3 和4s24p25s组态的能级结构进行了系统的理论计算.通过分析能级结构的Slater径向积分参数沿等电子序列的变化规律,运用参数拟合外推(或内插)的方法计算了上述离子组态的能级结构参数.在此基础上,计算了RhⅫ,PdⅩⅣ和AgⅩⅤ离子4s24p3(4S3/2,2P1/2,3/2, 2D1/2,3/2)和4s24p25s(4P1/2,3/2,5/2,2P1/2,3/2, 2D3/2,5/2,2S1/2)组态的精细结构能级以及这两个组态之间电偶极允许跃迁的全部35条谱线波长与相应的振子强度,其中PdⅩⅣ和AgⅩⅤ离子的所有数据纯属目前的预测计算值.