圆锥气泡发光的光谱性质

在改进的U型管装置中观察到一种圆锥气泡声致发光现象。声致发光产生的单个光脉冲的能量可达到约1.4 毫焦. 脉冲宽度约100 毫秒。发光光谱由连续光谱上叠加C2,CN,和CH的激发态光谱构成。这种圆锥气泡声致发光为单泡声致发光和多泡声致发光提供了一种联系。     

乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光特性

利用一种改进后的U形管圆锥泡声致发光装置，研究了乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光特性.实验结果表明，利用乙二醇溶液可以得到超强的单个发光脉冲，其脉冲宽度可以达到150 μs，其值远远高于其他方式产生的声致发光的脉冲宽度.测量得到的光谱为一从紫外到可见光波长范围的连续谱，在589 nm附近叠加有钠的3P-3S原子发射谱线.在钠的原子发射谱线两侧测量得到了Na-Ar分子激发态跃迁形成的蓝卫星带，并在声致发光实验中测得了Na-Ar的红卫星带以及钠的3S-4S原子发射谱线. 关键词： 圆锥泡声致发光 光脉冲 光谱 卫星带     

乙二醇溶液中直管圆锥泡声致发光光脉冲和光谱

在U型管声致发光装置的基础上建立了一套新型的声致发光装置—直管圆锥泡声致发光装置,详细地介绍了此装置的结构和实验操作步骤,利用此装置得到了超强的发光脉冲。测量得到了乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光脉冲,结果显示脉冲半宽度大约为80 μs左右,远远高于其他声致发光形式所产生的脉冲宽度,这主要是由于圆锥泡可以获得远远高于超声声致发光中气泡所能得到的能量。发光光谱为一从紫外光至可见光波长范围的连续谱,上面叠加C₂有d3Π_g→d3Π_u的跃迁形成的五个序列谱带,分别对应于Δν＝-2,Δν＝-1,Δν＝0,Δν＝1和Δν＝2;同时叠加有CN的B2Σ+→X 2Σ+跃迁形成的3个序列谱带和CH的A2Δ→X 2Π 跃迁谱带。特别是实验中测量得到了斯旺带光谱序列谱带清晰的振动结构。最后,通过与理论模拟得到的斯旺带光谱相对强度的比较,估算得到了C₂分子的振动温度大约为(4 200±200) K。     

圆锥气泡声致发光光脉冲和光谱

对一种U形管圆锥气泡发光装置进行了改进，使其发光效果更好，利用光电倍增管和光谱仪 得到了水中空气圆锥气泡的发光脉冲和发光光谱图. 得到的发光脉冲在几百个ps和几个ns之 间不等；在近红外波长范围内观测到了水分子振动能级的特征谱，其连续谱发光强度随着波 长的增加而升高. 另外还得到了在水中加入NaCl溶液的气泡发光光谱图. 关键词： 声致发光 圆锥气泡 光脉冲 光谱     

有机溶液中圆锥泡声致发光

在U形管声致发光装置的基础上建立了一套新型的声致发光装置——直管圆锥泡声致发光装置. 利用此装置以有机溶液为液体介质得到了超强的发光脉冲并测量得到了其发光光谱. 结果表明发光光谱为一从紫外光至可见光波长范围的连续谱,上面叠加有C₂的d³Π_g→d³Π_u跃迁形成的五个序列谱带,分别对应于Δv=-2,Δv=-1,Δv=0,Δv< 关键词： 声致发光 光谱 斯旺带 振动温度     

声致发光的流体动力学实验方法

介绍两种使用流体动力学实现声致发光的方法:刹管法和U管圆锥泡法.这两种方法的设备简单,操作方便,容易在普通物理实验中进行,所得结果和传统单泡声致发光有所不同.U管圆锥泡法创造了发光功率和单脉冲能量的新记录,并首次用条纹相机得到了时间分辨发射光谱.     

光电倍增管在磷酸液声致发光实验中的应用

对不同厚度液体进行光强测量,深入探索空化气泡的运动,研究发光机理很有意义。用超声激励法在磷酸液体中实现多泡声致发光,研究不同共振频率下发光的特点。利用光电倍增管多次测量发光强度相互比较,结果是在液体厚度10 cm、驱动频率f=21.061kHz和f=20.316kHz时,周期性较好为50μs,液体通过漩涡集中气泡可以使更多气泡发光;在液体厚度3 mm、驱动频率f=17.91kHz和f=19kHz时,周期性很好为25μs;且光信号都较强。结论是磷酸中声致发光强度、周期与液体厚度、驱动频率密切相关。本文以磷酸液多泡声致发光实验研究为基础,从内部和外部原理来出发,详细介绍了光电倍增管在多泡声致发光光强测量中的实用,为今后研究者提供了一些经验。根据实验过程中遇到的一些实际问题提出了建议和改善意见。     

测量单泡声致发光中气泡R(t)曲线的前向Mie散射技术

光干涉原理和Mie理论计算结果表明,单泡声致发光中气泡前向Mie散射的振荡信号,主要是由于气泡的透射光束和表面反射光束之间光干涉产生的. 这些干涉波峰形成了测量气泡半径的空间标尺,标尺的单位长度δR由散射角θ,检测光波波长和流体光折射率确定,而每个波峰就是标尺的刻线,它们与该时刻的气泡半径大小一一对应. 在30°—50°散射角范围内,利用前向Mie散射实验测定了单泡声致发光中气泡的最大半径,R(t)曲线及平衡半径,表明前向Mie散射是一种便捷的测定气泡运动特性的有效方法. 关键词： 单泡声致发光 前向Mie散射 光干涉     

单泡声致发光中气泡运动特性的Mie散射测量

运用光学Mie散射测量,实验研究了声致发光单泡的运动状态和发光光强受激励声场频率f及声压Pa变化的影响,结合动力学R-P方程拟合得到不同声压Pa下气泡半径随时间变化的动力学特征曲线——R(t)曲线,定量确定了气泡平衡半径Ro和压缩比Rmax/Ro,并通过气泡振子模型给出的势能方程估算了气泡塌缩阶段的能量损耗。结果表明:适当控制谐振频率(△f/fo-10-4,fo=21 kHz)和声压(1.2 atm-1.5 atm)可实现稳定的单泡声致发光;并且随着Pa的增大,气泡压缩比增大,回弹势能占总能量的比值逐渐减小(10-1-10-3),气泡在膨胀相聚集的大部分声能很可能以激波和热能形式释放。     

单泡声致发光中气泡的动力学特性——振子模型

单泡声致发光是通过气泡的运动将低能量密度的声能转换成高能量密度的光能的能量转换过程。因此,把气泡看作以流体为负载的振子,利用带有能量耗散函数的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方程,可以获得描述在不可压缩、粘滞流体中气泡近球对称振动的运动方程。在适当近似下,利用解析解对气泡在膨胀、崩溃和回弹这３个过程中的动力学行为进行了讨论,得到单泡声致发光中气泡动力学特性较为简明的物理图像。     

Spectrum of luminescence from laser-created bubbles in water

The spectrum of the luminescence emitted at the collapse of single laser-induced bubbles in water is measured for different maximum bubble radii. Bubbles as large as 2 mm show a molecular OH(*) band at 310 nm in the spectrum, which otherwise can be fitted approximately with a blackbody curve at a temperature of 7800 K. This finding provides a connection between the light emission of single bubbles and multibubble sonoluminescence, since in the latter case the same molecular band is observed. Surface instabilities are observed in the larger bubbles, and may be connected with the OH(*) emission.     

Conical bubble photoluminescence from rhodamine 6G in 1, 2-propanediol

A modified U-tube conical bubble sonoluminescence device is used to study the conical bubble photoluminescence. The spectra of conical bubble sonoluminescence at different concentrations of rhodamine 6G (Rh6G) solution in 1,2-propanediol have been measured. Results show that the sonoluminescence from the conical bubbles can directly excite Rh6G, which in turn can fluoresce. The light emission of this kind is referred to as conical bubble photoluminescence. The maximum of fluorescence spectral line intensity in the conical bubble photoluminescence has a red shift in relative to that of the standard photo-excited fluorescence, which is due to the higher self-absorption of Rh6G, and the spectral line of conical bubble photoluminescence is broadened in width compared with that of photo-excited fluorescence.     

Laser-driven blackbody radiator with bistability

We report a particular construction of a laser-driven blackbody radiator with bistability mode based on efficient light-into-heat conversion of a rare earth system. The laser-induced thermal avalanche nonlinearity and the internal stimulative feedback mechanisms are revealed to interpret the typical S-pattern bistability. The standard blackbody radiation and the sizable bistability mode are experimentally demonstrated through ultrabroadband thermal spectra measurements of ZrO₂:Yb–Tm nanophase compounds. Such a noncontact, laser-driven scheme for microscale blackbody radiation has attractive applications for compact standard spectra source and broadband spectra switching in the on-chip all-optical systems.     

超高温FTIR光谱发射率测量系统的线性度分析

为研究航天领域特种材料高温区域的光谱辐射特性,建立了基于傅里叶光谱仪的超高温光谱发射率测量系统。系统线性度是发射率测量精度的保证,通过测量多温度点黑体辐射的光谱信号,采用多温度点线性拟合方法求得每个光谱点的光谱信号值与黑体光谱辐射亮度的函数关系式,并结合仪器线性度测量理论,建立了光谱发射率测量系统的线性度测量方法。实验测量了黑体温度范围1 000～2 000℃和光谱范围3～20μm的光谱辐射信号,求得波长λ=4μm的理论直线与测量光谱值的线性关系。实验表明,仪器在4～18μm光谱范围响应较好,除CO2强吸收光谱区域,仪器的光谱线性度均优于1%。当测量系统线性度一定时,温度越高,光谱误差对发射率的影响越小。评定光谱发射率测量系统的线性度有利于剔除个别温度点光谱扰动带来的误差。     

Estimation of the fibre temperature during the inscription of arc-induced long-period gratings

The underlying formation mechanisms and the properties of long-period gratings produced through arc discharges are intrinsically related to the temperature reached by the fibre during arc exposure. In this work, the determination of the fibre temperature was based on Plank’s blackbody radiation law. The radiation emitted by the optical fibre during heating due to an electric arc discharge, detected using a Cronin spectrometer, was fitted to the emission spectrum of the blackbody radiation, allowing the estimation of the temperature range attained by the fibre. A peak temperature of 1400 ± 50 °C was obtained.     

锥齿光隙黑体腔

用几何光学方法模拟黑体得一锥齿光隙黑体腔。给出黑体数学模拟式及适用胶体参数。