超音速氮稀释连续波HF化学激光器小信号增益测量

 以氮为稀释剂的电激励连续波HF/DF化学激光器可以使用低温吸附泵代替传统的机械真空泵和洗消装置,大幅度降低激光器的系统体积和重量。使用小信号增益测量系统对某超音速氮稀释电激励连续波HF化学激光器的增益分布进行了测量。得到了在4种不同激光功率下P₁(4),P₁(6), P₂(4)～P₂(6)谱线的增益系数分布曲线。测得P2(4)为最强增益谱线,最大值为0.1 cm^-1;最强增益位置与最佳光轴位置相符;超音速气流使增益区延伸达2.5 cm。     

1.315 μm波长附近实际大气高分辨率吸收光谱

 用窄线宽、脉冲可调谐光参量振荡器（OPO）作光源，使用光程长达1 097m的怀特池，采用单探测器分时复用的探测方法，首次在吸收池中精确测量了实际大气中1.315 μm波长附近高分辨率吸收光谱，实验验证了实际大气中水汽是该波段的主要吸收气体；得到了实际大气中吸收分子在氧碘激光波长（7 603.14cm^-11）处的吸收截面为 (1.05±0.09)×10^-24 cm²(标准大气条件下）以及在该波段主要吸收谱线的参数，包括吸收线的位置、线强度、压力加宽半宽度等。利用实测的线参数计算了在氧碘激光波长附近大气分子的吸收截面，发现吸收最小的波长分别位于7 603.31和7 603.93cm^-1，其值约为(8.9±0.8)×10^-25 cm²，比氧碘激光波长处的吸收截面约小15%。     

1.315μm附近CO2的高分辨率吸收光谱

 利用可调谐激光长程吸收光谱测量系统，记录到1.315μm附近高气压（80kPa和40kPa）CO₂的高分辨率吸收光谱，拟合分析获得谱线参数，结果与HITRAN 2k的数据基本一致。用程差法测量了绝对吸收，氧碘激光频率(7 603.138 5cm^-1)的总吸收截面为(0.23~0.29)×^-24cm²。仅计算谱线吸收的吸收截面为0.18×10^-24cm²。在1.315μm波段COCO₂存在连续吸收，吸收截面为(0.05~0.11)×10^-24cm²。还讨论了测量误差问题。     

表面热透镜技术测量3.8μm和2.8μm激光薄膜的微弱吸收

 采用表面热透镜技术，对3.8μm和2.8μm激光辐照下镀制在Si基底上的单层ZnS，YbF₃和YBC薄膜及不同膜系的YbF₃/ ZnS多层分光膜和多层高反膜，以及镀制在CaF₂基底上的增透膜进行了吸收测量，并对3.8μm和2.8μm 激光的测量结果进行了比较分析。实验结果表明，2.8μm波长下的吸收比3.8μm的大得多，两者之间约相差一个量级，测得的多层高反膜YbF₃/ZnS薄膜在的3.8μm处的最低吸收为4.57×10^－4，测量系统的灵敏度约为10^-5。     

CO2对790 nm附近水线的压力加宽和位移

采用高灵敏的激光光腔衰荡光谱技术研究了CO₂对¹⁶O水分子v²+3v³振动带跃迁线的压力诱导效应. 为了抑制水的自碰撞效应,水的压力在实验中低于0.5 Torr. 基于铷原子吸收线和超稳法布里-珀罗标准确定了跃迁谱线高达10^-5 cm^-1精度的绝对频率. 采用软碰撞模型对吸收线进行模拟,获得了对应的线形参数.     

用Z-扫描技术研究卟啉铜偶合TiO2/SiO2有机-无机材料的非线性吸收特性

应用溶胶-凝胶技术, 成功地把5,10,15,20-四(4-磺酸苯基)卟啉铜掺杂到SiO₂/TiO₂无机凝胶中, 制备成有机-无机复合材料. 采用开孔Z-扫描技术, 使用波长532 nm、脉宽7ns的YAG脉冲激光为光源, 测定了不同浓度卟啉铜掺杂的SiO₂/TiO₂凝胶Z-扫描曲线. 应用Z扫描理论对获得的曲线进行分析与理论拟合, 得到复合材料的非线性吸收系数. 这些非线性吸收是由材料中卟啉铜的单聚体与二聚体的反饱和吸收所引起. 研究表明, 随着掺杂浓度的增大, 复合材料的非线性吸收明显增强. 掺杂浓度为1.11×10^-4 (A2), 1.48×10^-4 (A3)与3.01×10^-4 mol/L (A4)凝胶的非线性吸收系数分别为1.705×10^-11, 1.892×10^-11和4.854×10^-11 m/W. 讨论了单聚体与二聚体的浓度变化对非线性吸收的影响. 随着掺杂浓度的增加, 凝胶中二聚体与多聚体含量的增加, 导致非线性吸收系数的增大. 同时测定了无机材料对该光源的抗激光损伤阈值为～5 J/cm².     

激光诱导荧光确定NiB自由基一个新的电子激发态：在19000-22100 cm -1的2II态

Ni针放电产生的Ni原子与B₂H₆反应产生NiB自由基,得到了在19000～22100 cm^-1的激光诱导荧光光谱. 通过对激光诱导荧光激发谱和色散谱的研究,发现了一个新的电子跃迁序列[20.77]²II-X²∑⁺,序列共包括11个振动谱带,光谱分析得到了这个新的电子激发态和基态的跃迁寿命. 在光谱常数和跃迁寿命等数据的基础上,讨论了新发现电子激发态的电子构型.     

中心波长2.33 μm附近CO和CH4分子的同时探测

 采用分布反馈式半导体激光器作为探测光源,结合程长为100 m的离散型多通吸收池,采用直接吸收光谱技术,对室温下中心波长2.33 μm附近各种低体积分数的CO及混合气体（CO,CHCH₄和N₂）的直接吸收光谱进行了测量。选择CO在4 288.289 8 cm^-1位置的吸收谱线和CH₄在4 287.650 15 cm^-1处的吸收谱线进行痕量探测,在40 698 Pa的总压力下,实验测得CO的探测极限为8.15×10^-6(信噪比约为216）,CH4的探测极限为18.48×10^-6(信噪比约为147）。     

同步测量大气湍流折射率结构常数和内尺度的光学方法

 基于不同波长的光闪烁，采用修正的大气湍流Hill谱模型，提出了一种同时反演大气湍流内尺度及折射率结构常数的方法。假定内尺度在某一个范围内取值，对于不同波长的闪烁指数，如果当内尺度取某一定值时，由光传输理论计算的C²_n(λ₁,…)和C²n (λ₂,…)相等，反演成功。根据此原理设计了三波长闪烁计并在某地进行了外场测量。近地面大气湍流的内尺度一般在2~10 mm之间，且随折射率结构常数（其量级为10^-16~10^-13）的变化而变化，两者之间存在一定的正相关；任意两波长组合进行反演得到的内尺度(或折射率结构常数)值具有自洽性，其相关系数的最小值为0.81，因此证明了该方法的可行性。     

DF化学激光窗口低损耗增透膜

 表述了DF激光波段采CaF₂和硅窗口减反射膜系的结果。分析了设计多层AR膜的方法并给出用ZnSe/YbF₃材料组合的双层和五层AR膜系。计算了各种膜系的理论性能。研究了膜层淀积工艺技术,对于CaF₂和硅窗口,在DF激光波段实验透过率分别为99.54%和99.8%,镀AR膜CaF₂窗口能承受4.3kW/cm²的连续波DF激光辐射。     

氟化氢泛频20P4，20P5激光谱线大气传输性能实验

 采用氟化氢泛频化学激光器作光源，在室外实际大气中测量了氟化氢泛频激光20P4、20P5谱线的大气透过率，分析计算了其大气消光系数和大气吸收系数。实验表明氟化氢泛频激光处于大气传输窗口边缘，其谱线的大气传输性能差异很大，证实了20P4是氟化氢泛频选频的首选谱线。     

AML-1车载式大气污染监测激光雷达样机研制

针对环境监测工作的迫切需要,开发研制了我国第一台车载式大气污染监测激光雷达。它具有测量范围大,距离分辨率高、数据可靠、灵敏度高等特点,并通过驱动单元能进行空间三维探测。该雷达系统能监测四种大气污染物,即大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮和臭氧。大气二氧化硫、二氧化氮、臭氧的最高探测灵敏度分别为0．01mg／m^3、0．04mg／m^3、0．01mg／m^3,气溶胶的消光系数探测限为10^-4km^-1,最高探测空间分辨力为7．5m,最大探测距离为3～10km。介绍了其基本原理,关键技术和运行情况。     

氟化氢泛频20P4,20P5激光谱线大气传输性能实验

采用氟化氢泛频化学激光器作光源 ,在室外实际大气中测量了氟化氢泛频激光 2 0P4、2 0P5谱线的大气透过率 ,分析计算了其大气消光系数和大气吸收系数。实验表明氟化氢泛频激光处于大气传输窗口边缘 ,其谱线的大气传输性能差异很大 ,证实了 2 0P4是氟化氢泛频选频的首选谱线     

Suppression of spectral interferences due to water-vapor rotational transitions in terahertz time-domain spectroscopy

Absorption lines of atmospheric water vapor are commonly present in terahertz spectra measured in ambient air. These spectral interferences are caused by the rotational transitions of water molecules. In this study, we develop an effective method for suppression of the water-vapor effects by modeling the absorption lines using Lorentzian line shape and spectroscopic parameters extracted from the HITRAN database and then subtracting them iteratively in the frequency domain. The free-space terahertz pulse and the absorbance spectrum of an explosive material are restored successfully in the experimental verification.     

Performance studies of a novel design atmospheric pressure pulsed HF/DF laser

Intense multi and single line laser operation is reported from TEA semiconductively preionised HF/DF lasers employing various discrete components or flat plate excitation circuits. The performance, the spectral and the beam characteristics of these lasers are given and are compared to the characteristics of previously described HF/DF lasers. Their improved performance parameters are explained in terms of the preionizing action of the semiconductors, the low inductance of the circuits employed and the good matching of the voltage and current waveforms of the excitation circuitry to their excitation. Finally, their potential in specific applications, like infrared vitreous surgery (HF) or atmospheric laser beam propagation (DF), is stressed.     

1．3μm附近CO2的高灵敏度吸收光谱

采用可连续调谐半导体二极管激光器作为探测光源,将长程多通池吸收光谱、波长调制和谐波探测技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高分辨率的测量气态分子光谱及进行微量分析的研究装置.可以测量6.67×102Pa下～10-27 cm-1·(molecule·cm-2)-1的强度,最小可探测吸收达到～10-8.并利用该装置测量了CO2气体在1.31 μm附近的近红外吸收光谱,并用最小二乘法拟合实验数据获得了这一波段谱线的参数.同时测量的谱线参数与HITRAN数据库相比,发现15条数据库上没有报道的弱谱线.     

Measurements of pressure-induced shifts in the 1-0 and 2-0 bands of HF and in the 2-0 bands of H35Cl and H37Cl

Fourier absorption spectra of HCl and HF measured at room temperature and low pressures were found to show evidence of pressure-induced shifts of the spectral lines at gas pressures of only 10 torr. Self-induced shifts were measured for the HF 2-0 band and for the H³⁵Cl and H³⁷ 2-0 bands. There were also measured in the same spectra shifts in the HF 2-0 band due to HCl and shifts in both HCl bands due to HF, with indications of shift oscillation due to near-resonant dipole-dipole interactions between HCl and HF. Separate measurements were made of pressure-induced shifts in the HF 1-0 and 2-0 bands and in both isotopic HCl bands, using separately argon, neon, nitrogen and carbon dioxide as the perturbing gases.     

电激励DF化学激光器光腔流场荧光光谱测量与分析

 观察并记录了增大D₂流量时DF激光光腔流场可见光荧光的变化现象,对光轴处的可见光荧光进行了光谱测量,使用波长为632.8 nm和543.5 nm的He-Ne激光器对光谱仪进行标定。对激光器光腔内介质成分进行了理论分析,并理论计算了DF高次泛频谱线及D原子谱线,通过比对荧光的实验测量光谱与光腔内介质成分谱线,发现荧光是由F,He,D,N,DF及其它激发态介质共同形成的,对光轴处荧光的颜色构成作出了解释。     

Far infrared spectral lines and absorptance calculation of NO

The positions and intensities of pure rotation lines of ¹⁴N¹⁶O have been calculated between 10–200 cm^-1 and are tabulated. The line by line absorption spectrum has been computed using tabulated parameters, and compared with experimental spectra measured by other authors. The spectral emission of atmospheric NO has been calculated for an altitude of 14.5 km, where some measurements have been carried out. After comparing the NO and the background H₂O+O₂+O₃ spectra, it is shown that the NO emission in the far i.r. spectrum of the lower stratosphere is negligible.     

逐线积分气体吸收模型及其在NDIR气体检测中的应用

介绍了一种精确的逐线积分痕量气体吸收模型,模型适用于中红外波段大气环境中痕量气体、污染气体检测的理论研究和工程应用。首先介绍了气体辐射特性的理论计算方法和现有逐线积分大气模 型,比较了各自的优劣性,其次详述了逐线积分计算的理论: 吸收系数是温度、波长、气体浓度和相关吸收线参数的函数,单条谱线的平均吸收系数是积分线强与谱线线型的卷积,在不同的大气条件下选 择不同的线型。最后,详细描述了模型的算法细节,并给出了模型计算的结果与傅里叶变换光谱仪实测数据的对比,举例介绍了吸收模型在NDIR气体探测技术中的实际应用,并使用该模型模拟了NDIR探 测器两个通道的信号强度随尾气中CO₂,CO浓度变化的关系,通过计算确定了NDIR探测器合适的工作范围。所述模型利用HITRAN光谱数据库,考虑了展宽、线翼截断、温度修正、光谱分辨 率变化等情况,可以有效的模拟大气环境中多种气体的红外吸收特征。