二维傅里叶变换核磁共振波谱学

一、原 理 普通的核磁共振谱图是一个平面图,它是一个变量(频率或磁场)的函数S(ω1),因此可以把它称为一维谱.在七十年代后半期出现了一个新的领域,称为二维核磁共振波谱学(twodimensional nuclear magnetic resonance spectrosco-py).它使核磁共振谱变为两个变量的函数S(ω1,ω2),因此可以得到一个立体图或等高线图,从而使谱图更加直观、清晰、便于解析,并能够提供更多的信息,扩大了核磁共振的应用范围. 虽然用普通的连续波方法可以得到二维谱,但目前用得最多的是脉冲傅里叶变换方法,称为二维傅里叶变换核磁共振波谱学(ZDFT-NMRS)[1].…     

多维傅里叶变换光谱

二维或多维傅里叶变换谱的概念最早是在核磁共振(NMR) 谱学中提出的,随着激光技术 的发展,飞秒脉冲激光的实现使多维傅里叶变换谱的概念被引入到了光学领域,以脉冲激光代 替NMR 中的射频(RF) 场,激光波长从红外延伸到可见光波段。多维傅里叶变换光谱可以同时 提供的信息包括量子态上布居数以及量子态间的耦合,所以多维谱可以提供一维谱所无法获取的 反映量子系统演化动力学的信息,如量子系统中的能量转移以及分子间的相互作用等。人们使用 多维傅里叶变换光谱的方法对碱金属原子、量子阱、分子等量子系统中的动力学过程进行了一系 列的研究。     

核磁共振与分子生物学研究

本世纪四十年代,物理学上发现了物质的核磁共振现象.核磁共振技术在六十年代已广泛应用于生物学领域.近来,核磁共振技术的发展极为迅速,特别是超导体强磁场核磁共振波谱仪(图1)和脉冲傅里叶变换核磁共振新装置在生物学中卓有成效地应用,给分子生物学提供了其它理化方法所不能得到的许多宝贵新资料. 一般认为,分子生物学的中心课题之一,是研究蛋白质、酶和核酸等生物大分子的结构、功能及其合成。 一、蛋白质 目前蛋白质的核磁研究主要有三方面内容:(1)直接观察蛋白质大分子本身,特别是蛋白质的天然构型或折褶构型状态中链的相互作用以及折褶…     

傅里叶变换光谱学——引论和进展

本文阐述了傅里叶变换光谱学的基本原理和理论,评述了近年来这一领域中的若干重要进展。目前傅里叶变换光谱学方法已发展成为从亚亳米波到红外甚至近红外区域最重要最有力的光谱学手段,并广泛用于科学研究、工业检测、空间开发和环境监护等各方面。非对称傅里叶变换光谱学,双束傅里叶光谱方法,傅里叶变换数据处理,远红外和近红外波段的傅里叶光谱方法,以及傅里叶光谱方法和其他技术结合等方面仍在继续研究发展之中。     

傅里叶变换光谱学——引论和进展

本文阐述了傅里叶变换光谱学的基本原理和理论,评述了近年来这一领域中的若干重要进展。目前傅里叶变换光谱学方法已发展成为从亚亳米波到红外甚至近红外区域最重要最有力的光谱学手段,并广泛用于科学研究、工业检测、空间开发和环境监护等各方面。非对称傅里叶变换光谱学,双束傅里叶光谱方法,傅里叶变换数据处理,远红外和近红外波段的傅里叶光谱方法,以及傅里叶光谱方法和其他技术结合等方面仍在继续研究发展之中。     

多维核磁共振波谱学

核磁共振波谱学自本世纪40年代中期诞生起,已走完了其光辉的50年历程,其间,它已完成了自连续波检测向脉冲傅里叶变换检测的过渡,并在此基础上率先将传统的一维谱的观测拓宽为多维谱的观测,不断提供了其它方法难以提供或无法提供的崭新信息,从而确立了它在分子结构和动力学研究中的独特地位,本文旨在以二维NMR为主,简述被称为现代核磁共振波谱学之核心的多维NMK的概况。     

傅里叶变换红外光谱学显微成像技术在骨病研究中的应用和进展

傅里叶变换红外光谱学显微成像系统的发展历程、系统构成、成像原理和模式选择,引出傅里叶变换红外光谱学显微成像在生物医学领域开辟了骨病光谱成像这一特定研究方向,详细论述了该技术用于研究骨石化病、成骨不全症、骨质疏松症和骨软化症等骨病所取得的成果和进展,简单介绍了该技术的相关局限性,并展望了其在生物医学研究领域的发展前景。     

求解分数傅里叶变换衍射积分的一种快速算法

在对Lohmann 二型分数傅里叶变换(FRT)和菲涅耳衍射积分进行比较的基础上,给出基于快速傅里叶变换(FFT)求解该分数傅里叶变换和菲涅耳衍射积分的快速算法及算法适用范围.数值模拟实验证明了理论的可靠性和算法的高效性.此快速算法为分数傅里叶变换在工程实际中的进一步广泛应用奠定了基础.     

谈谈核磁共振及其发展近况

1946年,美国的布洛赫(F·Bloch)小组和珀塞尔(E·M·Purcell)小组分别独立地观测到物质一般状态下的核磁共振现象,到现在只过了短短的三十几年.在这三十多年中,核磁共振研究获得了惊人的进展.在它刚被发现时,只作为物理学家精确测定原子核磁矩的一种方法.到五十年代末,建立了完备的化学位移和核自旋-自旋分裂的理论,使它开始在化学领域尤其是有机化学中得到广泛的应用.现在,几乎没有一家化学研究单位和大的化工厂不配备核磁共振谱仪的.1966年,高分辨脉冲傅里叶变换式核磁共振谱仪问世了,使核磁共振技术又完成了一个飞跃.此后,有人却说,核…     

110keV铁离子束辐照L(+)–半胱氨酸的分子改性研究

用110keVFe离子注入L(+)-半胱氨酸薄膜样品,然后通过傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和核磁共振氢谱分析表明,L(+)-半胱氨酸在接受Fe离子束辐照后受到了严重损伤,在样品中产生了新的分子基团.ESR波谱分析表明在辐照产物中存在一种长寿命自由基.ESI质谱分析进一步支持了低能离子束辐照所致生物分子改性的发生.     

傅里叶思想的精髓及其伟大之处

介绍了傅里叶级数和傅里叶变换的基本思想,从哲学、物理学和数学的角度阐述了其深刻涵义和伟大之处.指出了傅里叶的思想和牛顿-莱布尼茨的思想的不同之处.导出了四维协变的傅里叶变换公式.简要介绍了傅里叶级数和变换在物理学中的应用.     

新书快讯:《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)简介

<正>由北京大学翁诗甫教授级高工编著的《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)一书已于2010年5月由化学工业出版社出版。本书系统地介绍了红外光谱的基本概念、傅里叶变换红外光谱学的基本原理、傅里叶变换红外光谱仪的结构、傅里叶变换红外光谱仪附件原理和使用技术     

复化辛普森法和傅里叶法在衍射计算上的比较

通过快速傅里叶变换(FFT)法和复化辛普森法对衍射的数值进行计算,可以看出快速傅里叶变换法是一种积分变换法,而复化辛普森法则是迭代相加的方法.通过计算得出了FFT法的计算速度高于复化辛普森法,计算精度则远低于复化辛普森法;复化辛普森法适合近距离菲涅尔衍射和近场衍射,而FFT法不适合.     

飞秒激光短脉冲测量系统中三阶色散效应的数值分析

本文在光脉冲近似为双曲正割函数下,运用有限傅里叶变换法(FFT)对飞秒脉冲二次谐波自相关测量系统中主要由倍频晶体引起的三阶色散效应进行了数值计算和分析。指出当光脉冲的半高宽(FWHM)接近或小于10fs时,脉冲才有明显的展宽效应,脉冲的展宽倍数与晶体的长度成递增关系,脉冲的前沿也出现了弛豫振荡结构的畸变现象,计算同时给出能基本消除三阶色散的展宽效应的倍频晶体的最大厚度,讨论了三阶色散对光脉冲频谱的影响。     

混频技术测量单次脉冲微波频率的实验研究

 介绍了用混频技术测量单次脉冲微波频率的方法,用50ns、5GHz的单次脉冲微波对混频系统进行了实验研究。目前, 已用此技术测量了虚阴极振荡高功率微波锁频产生的单次微波的频率,并对混频输出的中频信号进行快速傅里叶变换(FFT),得到单次脉冲微波的3dB带宽。     

非线性光学的光谱学——兼谈布洛姆伯根对发展激光光谱学的贡献

美国哈佛大学N.布洛姆伯根(N.Bloember-gen)教授是1981年诺贝尔物理学奖金三位获得者之一.他的科学成就是多方面的.在核磁共振、固态微波量子放大器(Maser)、电子顺磁共振、激光光谱学以及非线性光学等方面都有突出的贡献。这次被授于诺贝尔奖是为表彰他在发展激光光谱学方面作     

荧光寿命的快速傅里叶变换拟合方法

介绍了一种利用快速傅里叶变换算法对稀土掺杂物质的荧光寿命进行数据拟合的方法。稀土掺杂物质可用来制备多种光学传感器,用于温度、pH值等多种参量测量领域。本方法利用快速傅里叶变换(FFT)结果作为基础,从非零项的相位角的正切值得出被测的荧光寿命,具有速度快、误差小、不受本底干扰等一系列优点。以掺铒光纤为例,通过数字仿真将本方法与其它几种传统的拟合方法进行了比较。快速傅里叶变换方法的测量偏差不到Prony方法的50％,为对数似合(log-fit)方法测量偏差的1／6。另外,快速傅里叶变换方法由于不受本底噪声影响,可以不必在信号处理时去掉本底噪声,因而可以明显缩短测量时间。     

基于函数映射的快速傅里叶变换算法

给出了一种新的快速傅里叶变换算法.算法利用了傅里叶变换因子C_N^kn、S_N^kn的对称特性,将函数序列x(n)个数压缩至四分之一.对其压缩后的函数序列,按其相邻函数值之差映射为函数p(n),同时对傅里叶变换因子C_N^kn、S_N^kn按累进求和映射为A_N^kn、B_N^kn.不同于FFT算法要求N为2的整数次幂,该算法中N可为任何偶数.对诸如方波、三角波、锯齿波及可分解为阶梯波的光学图象、特别是二值光学图象,能极大地减少计算量,某些情形低于FFT算法的计算量.     

基于GPU和分块技术的巨幅影像快速傅里叶变换算法研究(英文)

快速傅里叶变换(FFT)是遥感影像处理的基础方法,随着高光谱、高空间和高时间分辨率遥感影像获取能力的提升,如何利用快速傅里叶变换技术快速有效地处理巨幅遥感影像是当前遥感影像处理技术中的重要环节和研究热点。傅里叶变换算法FFT是基本的图像处理算法之一,该算法可进行遥感影像的条带噪声去除、影像压缩和影像配准处理等多种用途。CUFFT函数库是NVIDIA公司提供的基于GPU的FFT算法库,FFTW是由MIT科学实验室计算机组在PC平台上开发的基于CPU的FFT算法,是目前在基于CPU的运行速度最快的FFT算法函数库,这两种实现共有的问题是当可用内存或显存的容量小于图像容量时,就会出现内存或显存溢出。针对这种问题,提出了一种基于GPU和分块技术的巨幅遥感影像快速傅里叶变换(huge remote fast Fourier transform,HRFFT)算法。通过对CUDA的CUFFT函数库中的FFT算法进行改进,解决了巨幅图像内存或显存溢出的问题,并结合HJ-1A卫星的CCD影像,通过实验与其他算法进行了对比,证明了该方法的合理性。在实际应用中,利用本文提出的HRFFT算法,改善了影像处理的效果,提高了遥感影像的质量,同时加快了影像处理的速度,节省了计算时间,取得了较好的效果。     

微波波谱法研究分子间相互作用

微波波谱是一种微波频段的波谱学方法,近年来在研究分子系统结构及分子间弱相互作用上发展迅速,是一种高分辨率和高灵敏度的分析工具. 本文介绍了它的原理及应用,尤其是对脉冲喷射傅里叶变换微波谱仪研究范德华力配合物、氢键配合物、弱氢键配合物、卤键配合物等弱相互作用体系的微波转动谱也作了简要的综述. 