液相硝基甲烷分子振动特性的相干反斯托克斯拉曼散射光谱

构建时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱系统,从微观层次研究硝基甲烷的分子相干振动动力学特性.实验中采用超连续白光作为斯托克斯光,通过调整斯托克斯光的时间延迟,得到不同振动模式的CARS光谱.通过对振动弛豫曲线的拟合,获得硝基甲烷分子不同振动模式的振动失相时间.结果表明C–H键伸缩振动比C–N键伸缩振动更容易受热声子的影响.在热加载下,硝基甲烷分子的C–H键有望首先被激发并引起初始化学反应.     

分子多振动模式的振动退相时间同时测量方法

利用作者自制的超连续谱激发时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Ranman scat-tering,CARS)谱仪同时测得反映分子组成的各种振动谱以及这些振动模式各自的退相时间.实验对苯甲腈样品分子振动谱中5个典型分子振动模式的振动弛豫过程进行了测量,一次获得了这种分子各振动模式对...     

激发态H2(X1∑+g,v=1,J=1)之间的碰撞能量合并

受激拉曼激发H2(0,1)基态的Q支得到H2(1,1)能级.在室温条件下,利用反斯托克斯拉曼散射(CARS)探测技术测量了碰撞能量合并(EP)过程H2(1,1)+H2(1,1)→H2(2,J)+H2(0,J″)及H2(1,1)与H2(1,J)转动能级间的碰撞转移速率系数.扫描CARS谱表明在H2(1,1)能级的碰撞能量...     

多色宽带相干反斯托克斯拉曼散射过程的理论与实验研究

宽带相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)光谱技术能够同时获取完整的分子CARS光谱信息,以准确识别和定量分析混合物中的不同成分或未知成分.在宽带CARS光谱技术中,由于超连续谱激光有效光谱范围内各光谱成分的作用不同,分别会产生双色和三色CARS过程.这里我们在理论上分析了宽带激发条件下两种CARS过程的产生条件,以及不同CARS光谱信号强度与各激发光功率之间的关系.在此基础上,搭建了基于SC激光的宽带CARS光谱系统,分别实现了双色和三色CARS过程.通过对获得的苯甲腈样品的CARS光谱信号进行函数拟合分析,实验验证了上述两个过程中CARS信号的强度与各激发光强度之间的函数关系.理论和实验研究结果为进一步优化宽带时间分辨CARS光谱探测和显微系统,实现同时获取物质分子完整的CARS光谱信号提供了指导.     

基于超连续光谱激发的时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射方法与实验研究

采用钛宝石飞秒激光器输出的一部分光抽运光子晶体光纤以产生超连续光谱,作为抽运光和斯托克斯光,另一部分飞秒激光作为探测光,并结合时间延迟方法,建立超连续光谱激发时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)实验系统,测试了具有较宽拉曼光谱的二甲基亚砜样品.实验结果表明,所建立的实验系统能有效抑制非共振背景噪声,并且通过一次测量,即可获得二甲基亚砜在690—3200cm-1范围内的CARS光谱信息,获得的二甲基亚砜CARS光谱范围达到2500cm-1.同时给出了所采用的光子晶体光纤光谱展宽的实验结果.     

1,1'联萘-2,2'-二胺拉曼和红外光谱的实验和DFT计算研究

实验测量了1,1''-联萘-2,2''-二胺（BINAM）的红外吸收光谱、可见光激发普通拉曼光谱、紫外共振拉曼光谱.用电子密度泛函方法计算了BINAM的基态几何构型、振动频率、普通拉曼和近共振拉曼强度.通过实验和理论计算对比,对所得红外和拉曼提出了详细的指认,并且分析了各振动模式的特征.BINAM的紫外共振拉曼光谱与普通拉曼光谱相比较,发现有若干拉曼谱带出现了选择性共振增强.基于共振拉曼强度分析,讨论了BINAM可能的激发态几何结构的变形.     

分时窄带CARS光谱技术在测量烯烃浓度方面的应用

基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱技术机理,针对甲醇制烯烃(MTO)产物中多种组分烃类的探测需求,搭建了一套扫描式窄带CARS光谱实验装置。采用该装置对甲烷,乙烷,乙烯,丙烯分别进行CARS光谱扫描,获得了各分子的特征拉曼谱;并在相同实验条件下进行比对试验,得到不同分子特征峰处的CARS信号强度与目标气体浓度及其他背景气体之间的关系。通过建立简化模型对不同分子的CARS信号特征峰强度信息进行解析,提出了一种分时窄带CARS光谱探测多种拉曼活性气体浓度的方法,用于快速在线分析催化化工等领域中各类流体的组分。利用这种方法探测了甲烷,乙烯,丙烯的浓度,将实验误差控制在9%以内。     

采用圆偏振啁啾飞秒激光脉冲操控CS2分子的相干拉曼散射过程

采用两束圆偏振啁啾飞秒激光脉冲,非共线相干激发三原子分子CS₂液体. 在相位匹配的方向上,探测到由CS₂频率为397 cm^-1的振动模式产生的强度对称分布的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)信号和相干斯托克斯拉曼散射(CSRS)信号. 当调整两束激发光的圆偏振状态时,CARS,CSRS信号的强度、偏振、波长均发生规律性的改变:CARS,CSRS信号的强度分布反映了CS₂ 在不同极化状态下的受激拉曼散射截面大小;信号光的 关键词： 啁啾脉冲 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS) 相干斯托克斯拉曼散射(CSRS) 2')" href="#">CS₂     

利用CARS技术研究激发态Rb2和H2的碰撞转移

利用相干反斯托克斯拉曼光谱(coherent anti-stokes Raman spectroscopy,CARS)探测技术,研究了激发态Rb2与H<,2>间的电子-振转能级的碰撞转移.扫描CARS谱确认了H<,2>分子仅在v=1,J=1,2及v=2,J=0,1,2能级上有布居,用n1,n2,n3,n4,n5分别表示...     

高压下Td-WTe_2单晶体材料的拉曼光谱研究

采用入射方向平行于晶体c轴的532nm激光作为激发光源,测量了Td-WTe2单晶体材料在0~17.0GPa压力下的拉曼光谱,并结合第一性原理计算,对常温常压下Td-WTe2单晶体材料的拉曼振动模式进行了分析。实验结果表明:随着压力的增加,层间振动模式对应的拉曼峰峰位随压力移动的速度比层内振动模式快,即压力对层间振动模式的影响强于层内振动模式;位于79.0cm-1的拉曼峰归属为层间振动模式,与其他层间振动模式不同,其受压力的影响是所有振动模式中最弱的。最后,分析并讨论了压力对Td-WTe2单晶体材料的层间和层内振动模式的影响。     

飞秒强激光对二氧化钛金红石晶体相变的影响

该文章报道了利用显微激光拉曼光谱仪研究近红外飞秒强激光脉冲诱导二氧化钛金红石单晶所引起的相变.实验辐照时间为60s,当激光辐照平均功率增加时,锐钛矿相的拉曼振动模式强度增强,金红石相的拉曼振动模式强度减弱.通过金红石相和锐钛矿相粉体等拉曼光谱的实验,肯定了随着辐照激光功率的增大,.可以通过拉曼光谱中锐钛矿A1g B1g(515 cm-1)振动模式标志峰和金红石相Eg(445 cm-1)振动标志峰分别对应面积的比判断其相变量.     

还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸拉曼光谱研究

还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)在维持细胞生长、分化、能量代谢以及细胞保护方面起着非常重要的作用,NADH的无创在体检测具有非常重要的意义。运用激光拉曼散射实验和密度泛函理论(DFT)计算研究了200～3 300 cm-1光谱范围内NADH分子的振动模式特性。DFT计算采用了B3LYP杂化方法,并选用了极化6-311+G(d,p)基组。为了准确的分析NADH分子的振动模式和频率,首先运用B3LYP/6-311+G(d,p)理论对NADH分子的基态结构进行了几何优化,并计算了基态结构NADH分子的各个键长和键角。同时考虑到DFT计算中的非谐性,运用波数线性标度方法对所有计算所得振动模式波数重新进行了标度。重新标度后,DFT计算所得的振动模式波数与激光拉曼散射实验观测到的拉曼峰波数吻合的很好：在200～3 300 cm-1整个光谱范围内,计算与实验结果具有非常好的线性相关性,而且大部分振动模式的计算与实验之间的偏差都小于5 cm-1。此外,讨论了实验观察所得拉曼光谱的分子振动模式归属,分析了NADH分子中腺嘌呤、烟酰胺、及二核苷酸的特征振动模式,并初步提出了运用拉曼光谱实现NADH快速准确无创在体检测的方法。位于732 cm-1处的拉曼峰是腺嘌呤的特征振动模式,而且可以选为检测NADH分子的最特征拉曼峰。位于1 690 cm-1处的拉曼峰是烟酰胺的特征振动模式,可以选为进一步准确检测NADH分子的另一个特征拉曼峰。位于1 086和1 339 cm-1两处拉曼峰的组合可以作为二核苷酸的特征振动模式,用于进一步更准确的检测NADH分子。所以在运用拉曼光谱法实现NADH快速准确无创在体检测时,可以首先运用位于732 cm-1处NADH分子的最特征振动模式进行快速检测,然后再运用位于1 690 cm-1及1 086和1 339 cm-1组合等特征振动模式进行准确分析。     

帕拉米韦三水合物的拉曼光谱计算与分析

为了提供基于拉曼光谱鉴定帕拉米韦三水合物的需要,本文通过微区拉曼光谱仪检测了帕拉米韦三水合物标准化学对照品的自然拉曼光谱,利用密度泛函方法计算了两种帕拉米韦三水合物同分异构体的理论拉曼光谱。提出了特征频率取样的拉曼光谱识别函数,并根据实验结论对理论光谱进行校正,得到了与实验匹配度较高的帕拉米韦三水合物的理论拉曼光谱。最后分析了实测光谱特征峰位的振动模式。     

粗糙银电极上高铁血红素的非共振表面增强拉曼光谱研究

以632.8nm为激发线,研究了高铁血红素的非共振表面增强拉曼光谱。结果表明,高铁血红素的氧化和还原状态的拉曼谱图以B_(1g)振动模式为主;血红素以丙酸侧基直接吸附于电极表面,叶啉环则以垂直于电极表面的形式存在。B_(1g)振动模式v_(15)对血红素中心铁的氧化还原状态十分敏感,被指认为非共振条件下血红素氧化还原状态的特征谱峰。     

胞嘧啶分子拉曼光谱研究

本文通过实验测量了胞嘧啶的常规拉曼光谱,有四个弱拉曼峰在以前胞嘧啶的常规拉曼光谱中未检测到。采用密度泛函(Density Function Theory)B3LYP/6-31+G(d,p)计算了胞嘧啶分子的拉曼光谱。结合理论计算结果对实验拉曼光谱振动模式进行了指认,并对其中几个拉曼峰非常弱的原因进行了分析。     

NaK(61∑+)与H2碰撞传能中的H2的振转态分布

光学-光学双共振激发NaK至61Σ+高位电子态,研究了NaK(61Σ+)与H2的电子-振转能量转移.利用相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱技术检测H2的振转态分布.扫描CARS谱表明H2在(1,1),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)和(3,5)振转能级上有布居.对于(3,1),(3,2),(3,3)和(3,5)能级,扫描CARS谱峰值直接给出布居数之比.对于(1,1),(2,1),(2,2)和(2,3)能级,扫描CARS谱峰值给出二个可能的布居数之比,利用一个速率方程组,由时间分辨CARS轮廓可以得到真实的比值.用n1～n8分别表示H2的(3,1),(2,1),(1,1),(3,3),(2,3),(2,2),(3,2)和(3,5)能级上布居密度,得到n2/n1～n8/n1分别为0.51,0.97,0.45,0.18,0.10,0.26和0.31.利用Stern-Volmer公式,得到61Σ+态的总退布速率系数为(2.1±0.4)×10-10 cm3 s-1,由H2各振转能级布居数之比,得到61Σ+-(1,1),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)和(3,5)转移速率系数(10-11 cm3·S-1单位)分别为5.4±1.6,2.8±0.8,0.6±0.2,1.0±0.3,5.6±1.7,1.4±0.4,2.5±0.8和1.7±0.5.     

相干反斯托克斯拉曼及相干反斯托克斯超拉曼光谱微观极化率张量元的简化方案-C_(3v)对称性

相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)和四阶相干反斯托克斯超拉曼光谱(CAHRS)已经广泛应用于分子的光谱特性、肿瘤细胞的结构及分子反应动力学等问题的研究。对这种复杂的高阶非线性光谱进行定量分析所面临的主要难题是高阶非线性光学过程中分子微观极化率张量元数量众多,关系复杂。在前期报道的C_(∞v)对称性分子基团的CARS和CAHRS的微观极化率张量元简化方案的基础上,对分子对称性更加复杂的C_(3v)对称性的分子基团的CARS和CAHRS的微观极化率张量元进行简化,为定量分析C_(3v)对称性分子基团的CARS和CAHRS光谱信息提供必要的理论基础。首先将CARS微观极化率张量元β_(i′j′k′l′)表示为拉曼微观极化率张量元微分α′_(i′j′)的乘积, CAHRS微观极化率张量元β_(i′j′k′l′m′)表示为超拉曼微观极化率张量元微分β′_(i′j′k′)和拉曼微观极化率张量元微分α′_(i′j′)的乘积。用α′_(i′j′)和β′_(i′j′k′)之间的比值关系简化β_(i′j′k′l′)和β_(i′j′k′l′m′)之间比值。对于C_(3v)对称类型分子基团的对称振动模式A_1, 9个非零且3个独立的CARS微观极化率张量元可以用α′_(i′j′)之间的1个比值参数R■进行描述, 21个非零且6个独立的CAHRS微观极化率张量元可以用α′_(i′j′)之间及β′_(i′j′k′)之间的3个比值参数R■, R■和R■进行描述。然后利用键极化加和模型方法,通过计算C_(3v)对称性分子基团中的各个单键与单键之间的耦合关系,得到C_(3v)对称性分子基团的对称伸缩振动模式A_1所对应的所有超拉曼微观极化率张量元微分β′_(i′j′k′)分量的比值,结合文献中给出的拉曼微观极化率张量元微分α′_(i′j′)分量的比值,进一步简化C_(3v)对称性分子基团CARS和CAHRS微观极化率张量元之间的关系。从这些简化了的CARS和CAHRS微观极化率张量元之间的关系,可以进一步简化CARS和CAHRS信号及广义取向泛函R_(IJK)(θ)的表达式,得到R_(IJK)(θ)随界面分子基团取向角度θ的变化规律。此外,也详细推导了C_(3v)对称性分子基团对射式实验构型CAHRS过程的强度因子d_(IJK)、广义取向泛函R_(IJK)(θ)及广义取向参数c_2和c_4的表达式,为定量分析界面分子取向信息奠定了理论基础。     

α-氰基丙烯酸乙酯聚合物的拉曼光谱分析

α-氰基丙烯酸乙酯是一种被广泛应用的粘合剂,俗称502胶,近年来它开始被用于指纹化学提取方面,作为指纹上残留物的背底,它的拉曼光谱分析变得更加重要。之前的报道只对其一部分的拉曼振动模式有比较粗略的指认。本文从实验中得到固化后的α-氰基丙烯酸乙酯的拉曼光谱,将其与丙烯酸、乙基化合物、氰基化合物等已经有详细、成熟指认的有机物的拉曼振动模式进行对比,同时考虑到α-氰基丙烯酸乙酯发生聚合反应的特有形式,对其有拉曼活性的20个振动模式进行了一次细致地指认。     

钙钛矿(C6H5CH2NH3)2PbBr4拉曼光谱研究

运用激光拉曼光谱实验和密度泛函理论计算研究了450～1 700 cm-1光谱范围内有机-无机杂化钙钛矿材料(C₆H₅CH₂NH₃)₂PbBr₄的振动模式特性。对比实验所得拉曼光谱和理论计算所得拉曼光谱,发现密度泛函理论计算可以很好的模拟(C₆H₅CH₂NH₃)₂PbBr₄有机部分的分子振动模式。同时通过比较分析密度泛函理论计算和参考文献,对450～1 700 cm-1光谱范围内的拉曼峰的分子振动模式进行了初步的归属,并发现该光谱范围内的拉曼峰主要是由(C₆H₅CH₂NH₃)₂PbBr₄分子中有机部分振动所产生的。     

CCl4的激光拉曼光谱研究

研究了4条CCl4斯托克斯激光拉曼光谱,通过对CCl4分子结构及振动模式对称性的分析,设计了一套测量拉曼光谱退偏度的实验方案,将实验结果和理论值进行了比较.