“拉曼效应”的发现之路--纪念拉曼逝世50周年

印度物理学家拉曼使用约7美元的“小设备”发现了以他名字命名的“拉曼效应”,荣获1930年诺贝尔物理学奖,是亚洲首位诺贝尔科学奖获得者.回顾了拉曼的生平,通过文献研究还原了他与海水的颜色真实故事,重温了拉曼效应的发现历程,介绍了拉曼效应的内容及意义.     

光纤中的拉曼效应

在液芯光纤内产生拉曼效应,可以增强自发拉曼、共振拉曼光谱强度10^3倍;降低受激拉曼光谱荫值功率为10^-1．光纤内拉曼效应在科学研究和教学方面都有广泛应用．     

碳纳米管拉曼光谱研究新进展

本文介绍碳纳米管拉曼光谱研究的最新进展。重点介绍金属性和半导体性碳纳米管的共振拉曼效应、表面增强拉曼效应和偏振拉曼效应。同时也介绍了碳纳米管的温度效应、压力效应和杨氏模量的拉曼光谱研究     

在单模光纤中放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射的温度效应

在单模光纤中,输入的激光功率大于阈值时．出现放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射现象。实验发现：放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射具有温度效应．与反斯托克斯拉曼背向自发散射一样,放大的拉曼散射光的光子通量受到光纤温度的调制。反斯托克斯拉曼背向白发散射的放大效应抑制了单模光纤中的相干噪声,改善了系统的信噪比。实验还发现．放大的反斯托克斯扎曼背向自发散射空域曲线上放大的端点位置随激发功率的增高前移并具有一定的规律性。放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射的温度效应作为一种新的测温原理,已应用于远程30km分布光纤温度传感器系统。     

CH4分子ν1模拉曼诱导克尔效应谱与受激拉曼光声光谱峰形的比较

以气相甲烷分子ν₁模Q支的拉曼光谱为例，采用拉曼诱导克尔效应谱(RIKES)进行峰形测量，并将其与同时测量的受激拉曼光声光谱(PARS)的峰形进行了比较.结果表明，在pump光和Stokes光均为线偏振的情况下，两者存在着差异；在拉曼共振峰的低频端，RIKES谱强度略高；而高频端则恰好相反.从信号产生机制出发，对此进行了合理解释. 关键词： 拉曼诱导克尔效应谱 受激拉曼光声光谱 峰形     

硅纳米线拉曼光谱的波长选择效应

我们用四种不同波长的激光作为激发源研究硅纳米线的拉曼谱 ,观察到一种反常的现象 ,即拉曼峰的频移、峰宽和非对称系数都依赖于激发光波长。考虑了量子限制效应 ,样品的尺寸分布和共振拉曼散射特性 ,对此反常现象提出了一个合理的解释     

染料分子SERS与FTIR－Raman的比较研究

本文研究了强荧光染料罗丹明Ｂ（ＲｈＢ）的表面增强拉曼（ＳＥＲＳ）和傅里叶变换红外拉曼（ＦＴＩＲ－Ｒａｍａｎ）光谱，比较了这两种技术在研究荧光物质拉曼效应方面各自的特点和优势，并对两种方法获得的振动模式的差异及ＲｈＢ在银表面的吸附方式进行了讨论。     

我国近年来光散射研究的进展

本文介绍了近两年来我国在用拉曼散射和布里渊散时研究介电晶体、半导体、金属及半导体超晶格、高温超导体和磁性物质等方面的进展，以及表面增强拉曼和受激光散射研究的情况．     

基于振动拉曼散射的差分水Ring效应系数卷积计算模型

利用被动差分吸收光谱算法反演水体上方尤其是海洋上方的大气痕量气体浓度时, 水体的振动拉曼散射导致对太阳光谱中夫琅禾费线的填充.若不考虑这种类似大气Ring效应的水Ring效应, 会直接影响反演精度. 参考OMI传感器对大气Ring效应校正的卷积算法, 针对痕量气体OClO的反演, 利用经过大气消光计算后的太阳 360–400 nm入射光谱和对应波段的水体后向振动拉曼散射系数,通过卷积差分计算,得到了差分水 Ring效应系数. 与Vasilkov模型计算得到的结果比较,二者的相关系数R 达到0.9665. 关键词： 水Ring效应 振动拉曼散射 卷积 被动差分吸收光谱算法     

近代Raman光谱技术

介绍几种近代拉曼（Raman）光谱技术及其在科学中的应用。     

高保偏光纤前方受激拉曼散射光谱特性的研究

系统的研究了石英系高保偏双折射光纤的受激拉曼光谱的特性,给出了七级斯托克斯谱和一级反斯托克斯谱.测试了各级拉曼谱的阈值、谱宽和拉曼增益，分析了形成各级拉曼谱的能量转移机理.     

激光等离子体的电子温度对Thomson散射离子声波双峰的影响

通过对不同激光条件产生的等离子体进行Thomson散射实验诊断，发现在距靶面为150 μm的临界密度面内，离子声波双峰强度出现明显的不对称性，而且强峰的位置发生了转移：当等离子体的电子温度较高时，强峰出现在短波方向；当等离子体电子温度较低时，强峰出现在长波方向.光的拉曼散射效应对应地解释了离子声波的双峰结构、双峰强度不对称性及强峰出现的位置.建立了光的拉曼散射与电子的Thomson散射的对应关系.     

拉曼对光散射的实验研究

介绍了拉曼的生平和对物理学的主要贡献，回顾了他从观察海水的蓝色人手，继而发现气体、液体对光的散射规律，一直到发现物质的散射光不仅包含原来的波长，而且还包括与原入射光不同的其他波长的散射的研究过程，并讨论了他的成功对我们的启示．     

窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的理论模型和数值分析

窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器在非线性频率变换、遥感探测和量子信息等领域有广泛的应用前景.综合考虑受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)、受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering,SBS)、自相位调制(self-phase modulation)和交叉相位调制(cross-phase modulation)等非线性效应,建立了窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的非线性动力学模型.仿真分析了放大器中脉冲激光的时频演化特性,对比研究了抽运脉冲宽度、光纤长度和信号光功率等因素对放大器性能的影响.研究发现,上述因素会影响放大器的SRS阈值、SBS阈值、输出激光线宽、激光转换效率等.例如,当脉冲宽度为800 ns时,SBS随着抽运功率的增加而发生,限制了激光功率的提升;减短抽运脉宽可以抑制SBS,但是输出激光的线宽易于展宽到数百MHz以上;增加光纤长度可以获得更低的SRS阈值和更高的转换效率,但是SBS效应和光谱展宽程度也随之增强.系统搭建中需要平衡各非线性效应,选择合适的系统参数.研究内容可以为窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的设计搭建提供参考.     

受激拉曼散射对非线性介质波导的时空不稳定性影响

基于非线性包络方程我们研究了平面非线性介质波导中的时空不稳定性,得到了有拉曼散射效应情形下不稳定性调制的增益谱的表达式.结果表明在正常和反常两种群速度色散情形下,拉曼散射效应都会导致出现新的不稳定性区域,并且使原有的每一个谱分量的增益上升从而使谱的范围扩大.并通过分析反常色散情况下四种不同函数分布的非线性色散介质系数对不稳定性增益谱的影响,得到呈双曲函数分布的非线性色散介质最为理想.     

拉曼放大器中放大的自发拉曼散射与拉曼开-关增益关系的研究

研究了拉曼放大器中放大的自发拉曼散射对拉曼开－关增益的影响，并提出了一种利用自发拉曼散射谱来调整拉曼放大器位曼开－关增益平坦的方法，实验采用4个波长为14xx nm的激光二极管作为抽运源，75km的G．652光纤作为传输介质，获得了C波段附近的光放大，同时对此给出了合理的理论解释。     

尺寸相关的CdS纳米颗粒的拉曼散射特性

采用反胶束法,合成了具有不同尺寸的CdS纳米颗粒。利用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HR-TEM)以及紫外-可见光吸收谱(UV/vis)对这些纳米颗粒的结构特性进行了表征和分析。利用拉曼光谱仪测量了这些具有不同尺寸的CdS纳米颗粒的拉曼特性。研究结果表明：当纳米颗粒尺寸小于一定值时,拉曼峰出现了蓝移,大于一定值时出现了红移,这些不同的结果是与纳米颗粒的尺寸效应以及纳米颗粒结构中具有各向异性的电子－声子耦合作用有关。     

水中受激拉曼散射的能量增强及受激布里渊散射的光学抑制

为提高液体介质中受激拉曼散射的输出能量,提出了通过温度调控来抑制受激布里渊散射的方法,设计了532 nm多纵模宽带脉冲激光泵浦的受激拉曼散射发生系统,测量了不同温度下水中前向受激拉曼散射及后向受激布里渊散射的输出能量,分析了水温、泵浦激光线宽及热散焦效应对受激拉曼散射输出能量影响的物理机制.实验结果表明:通过降低水温可实现对受激布里渊散射过程的有效抑制,同时减小热散焦效应带来的光束畸变,从而有效提高受激拉曼散射的输出能量.研究结果对液体介质中的受激拉曼散射多波长转换具有重要意义.     

双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术的实验研究

双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射同属于三阶非线性效应,二者之间的差异与联系是一个值得研究的问题.本文基于自行搭建的超连续谱近红外宽带相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统进行光谱成像,同时通过理论与实验对比分析了双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射图像存在差异的原因.结果表明,具有亚微米以上横向分辨率的相干反斯托克斯拉曼散射成像系统,可以使用较大尺寸的荧光珠进行双光子荧光成像,通过解卷积得到双光子荧光成像的系统分辨率,并将它近似等效于相干反斯托克斯拉曼散射成像系统的当下分辨率.如果需要得到相干反斯托克斯拉曼散射成像系准确的分辨率结果,就必须使用尺寸比相干反斯托克斯拉曼散射成像系统实际分辨率小的球形样品进行实验测量.     

高性能ZnO纳米块体材料的制备及其拉曼光谱学特征

利用六面顶高压设备制备了高密度、低脆性、纳米级的ZnO块体材料，用MDI/JADE5 X射线衍射仪(Cu靶)和XL30S-FEG场发射扫描电子显微镜对高压样品的相组成、晶粒尺寸及微观形貌进行了表征.利用E55+FRA106/5傅里叶变换激光拉曼光谱仪通过ZnO块体样品位于50—500cm^-1之内的拉曼光谱, 研究了极性半导体纳米材料的拉曼光谱学特征.发现在极性半导体ZnO纳米块体材料中，没有出现明显的尺寸限制效应. 关键词： ZnO纳米块体 拉曼光谱 尺寸限制效应