金纳米粒子掺杂DNA-CTMA-DPFP薄膜的表面增强拉曼散射特性

采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料,利用钯催化反应合成9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP),将DPFP与DNA-CTMA混合后,旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量,研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明,薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP,在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振;样品在370,386,408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S₁₀-S₀₀、S₁₀-S₀₁和S₁₀-S₀₂能级的电子振动跃迁;在785 nm激光激发下,薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子,随着金纳米粒子掺杂比的增大,DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此,金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。     

准波导结构下染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射光谱特性

通过对RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射(ASE)光谱的实验测量和理论分析,研究了准波导结构染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱特性。实验上采用连续激光和脉冲激光照射,分别测量准波导结构RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱,发现荧光峰和ASE峰随着染料掺杂浓度和薄膜厚度的增加产生红移;理论上考虑准波导结构下薄膜中染料的自吸收效应,类比激光器谐振腔模型,分析低阶导模传输的增益特性,获得了荧光光谱与ASE光谱中荧光峰和ASE峰对应波长与染料掺杂浓度的关系,数值计算与实验测量相吻合。结果表明,准波导结构下薄膜中染料自吸收效应导致荧光峰及ASE峰发生红移,改变染料掺杂浓度,可以在较大调谐范围实现ASE。     

有机染料TMQ掺杂的SiO2薄膜的光谱特性

采用溶胶 -凝胶法合成了紫外波段有机染料 TMQ掺杂的 Si O2 薄膜和块体材料。薄膜中掺杂的染料浓度高达 1.2 4× 10 -2 mol/ L,块体材料中染料浓度可掺至 1.5× 10 -3 mol/ L。由于Si O2 “笼”的束缚作用 ,在吸收光谱中未观察到二聚体的特征谱带 ,在荧光光谱中未观察到荧光猝灭现象 ;同时由于 Si O2 “笼”的极化作用 ,其吸收峰和发射峰的位置相对于其在环己烷溶液中的吸收峰和发射峰位置发生了 10 nm左右的红移。     

准波导结构染料薄膜中荧光和放大自发辐射的泄漏模特性

通过理论分析和实验测量,研究准波导结构染料薄膜中荧光和放大自发辐射（ASE）的泄漏模特性。理论上,考虑薄膜传输损耗及染料吸收损耗对准波导结构中泄漏模特性的影响,通过计算准波导结构中泄漏模的光强分布,给出了相应的物理机制分析;实验上,以棱镜为衬底制备染料薄膜,根据棱镜耦合法测量不同出射角对应的泄漏模的荧光与ASE光谱,验证理论的正确性。此外,采用光束分析仪探测各泄漏模式对应的荧光及ASE的光强分布,研究了准波导结构中ASE的激励特性。结果证明,荧光峰及ASE峰的红移以及泄漏模的激发是界面反射率、薄膜传输损耗及染料吸收损耗等共同作用的结果,而界面反射率对ASE泄漏模激发特性有重要影响,染料的自吸收是荧光峰及ASE峰产生红移的主要因素。     

染料掺杂聚合物薄膜的光谱下转换研究

在玻璃基片表面制作了Coumarin 500、Coumarin 540和Rhodamine 6G 3种染料掺杂的聚合物薄膜,并以市售LED灯和氙灯为光源,实验研究了单一染料掺杂和混合染料掺杂的聚合物薄膜的吸收光谱、荧光光谱及其光谱下转换的特征。研究结果表明：这种多染料掺杂的聚合物薄膜能够吸收350~550 nm波长范围内的光子并将其转换至波长为580 nm左右的光子。在一定的浓度范围内,较高的染料浓度能够获得较高的下转换光子输出。由于Nd³⁺/Yb³⁺共掺玻璃中Nd³⁺离子在 580 nm 附近有一个较强的吸收峰,这种染料掺杂聚合物薄膜的光谱下转换有助于提高Nd³⁺/Yb³⁺共掺玻璃对太阳光中蓝绿光的吸收并通过共振能量转移激发Yb³⁺离子的近红外发光,对提高单晶硅太阳能电池的综合光伏转换效率有潜在的应用价值。     

有机紫外滤波材料的紫外光谱性质研究

通过缩合反应合成了一种有机紫外滤波染料--2,7-二甲基-3,6-偶氮环庚-1,6-二烯高氯酸盐,并采用元素分析、红外光谱、紫外光谱等手段对其进行表征,着重讨论了不同浓度的染料溶液和染料掺杂的聚乙烯醇(PVA)薄膜的紫外光谱性质.实验表明,当染料浓度较低时,溶液的最大吸收波长为322 nm,薄膜的最大吸收波长为325 am.随着染料浓度的增加,溶液和PVA膜紫外截止通带宽度加宽,表现为285～345 nm区间为强吸收带,而在日盲紫外波段(240～285 nm)保持较高的透过率.利用染料溶液和染料掺杂的PVA膜的这种光谱特性,制作出日盲紫外滤波器.     

染料掺杂液晶可调谐光纤荧光光源的研究

本文提出了染料掺杂液晶填充空心光纤构造荧光可调谐光源.基于染料分子能级结构理论分析B4400荧光光谱依赖温度的变化特性,采用脉宽8 ns,波长为532 nm YAG倍频脉冲激光器抽运,向列相液晶作基体,实验分析染料B4400掺杂液晶填充空心光纤荧光光谱选择性荧光放大规律及温度调谐特性.结果表明:通过控制染料浓度可控制荧光输出功率水平;当温度升高时,中心波长发生红移,中心波长调谐范围为590—605 nm;荧光谱宽呈单调展宽,调制范围为228—236 nm;染料掺杂液晶填充空心光纤荧光光源可实现一定范围内的温度调谐.     

掺钕钆镓石榴石激光晶体光谱分析

掺钕钆镓石榴石(Nd3+: Gd3 Ga5 O12,简称Nd : GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质.采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,测试了晶体的吸收及荧光光谱,并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁概率、荧光分支比、荧光寿命等光谱参数.吸收光谱测试及计算结果发现,Nd:GGG晶体的最强吸收峰位于808 nm附近,主峰808 nm的吸收截面积σabs=4.35×10-20cm2,吸收线宽FWHM为8 nm,并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加.荧光光谱测试及计算结果表明,晶体的最强荧光发射峰位于1 062 nm附近,是Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁产生的荧光发射.主发射峰1 062 nm辐射跃迁概率AJJ'=1 832.01 s-1,荧光分支比βJJ=45.07%,荧光寿命τ=250 μs,受激发射截面σ(λ)=21.58×10-20cm2,较大的荧光分支比和受激发射截面易实现4F3/2-4I11/2通道的激光运转.     

两种新型有机染料的双光子上转换特性研究

通过对两种新型有机染料上转换材料CEASP-Ce与CEASPI的测试,研究了它们的双光子吸收、频率上转换特性.实验利用930 nm的红外激光泵浦两种染料溶液可得到 610 nm左右的上转换荧光.当提高浓度时,会得到方向性好、强度高、窄线宽的放大自发辐射（ASE）.通过对两种染料双光子光谱及上转换效率的比较,考察稀土离子对于有机物双光子上转换过程的影响.     

电压敏感染料di-4-ANEPPS的光谱研究

实验研究了电压敏感染料di-4-ANEPPS在家兔心肌组织中的吸收光谱和荧光光谱特性。结果表明,含染料组织的光吸收普遍大于对照组,在450～550 nm波段吸收谱差异更明显;染料在心室组织中的最大吸收峰为(479.75±0.44) nm。通过测量含染料心脏不同部位的荧光光谱,首次发现心室组织、心房组织和主动脉的最大荧光峰位有一定差异,其相对荧光强度则与染料的分布浓度有关。根据三维和二维荧光光谱分别确定了含染料心房和心室组织的最佳荧光激发波长和荧光测定波长。利用心房和心室组织的静息电位差,在不同波长激发光下测量了染料的荧光光谱移动,确定了光标测量实验的最佳激发光和相应荧光检测波长范围。这些研究结果为心脏光学标测系统的设计提供了理论依据。     

MBE生长ZnO薄膜的结构和光学特性的研究

用等离子体源辅助分子束外延(P-MBE)方法在蓝宝石(0001)面上生长出了高质量的ZnO薄膜,并对其结构和发光特性进行了研究。在XRD中只观察到ZnO薄膜的(0002)衍射峰,其半高宽(FWHM)值为0.18°;而在共振Raman散射光谱中观测到1LO(579 cm-1 )和2LO(1 152 cm-1 )两个峰位,这些结果表明ZnO薄膜具有单一c轴取向和高质量的纤维锌矿晶体结构。在吸收光谱中观测到自由激子吸收和激子-LO声子吸收峰,这表明在ZnO薄膜中激子稳定的存在于室温,并且两峰之间能量间隔为71.2 meV,与文献上报道的ZnO纵向光学声子能量(71 meV)相符。室温下在光致发光光谱(PL)中仅观测到位于376 nm处的自由激子发光峰,而没有观测到与缺陷相关的深能级发射峰,表明ZnO薄膜具有较高的质量和低的缺陷密度。     

Structural and optical properties of laser irradiated nano structured cadmium oxide thin film synthesized by sol-gel spin coating method

Cadmium oxide CdO nanostructured thin films are synthesized using sol-gel spin coating method. The prepared samples of CdO thin films are irradiated with 10 mJ laser from pulsed Q-Switched Nd:YAG laser at 1064 and 532 nm wavelength. The samples were exposed to 45 pulses of 7 ns pulse duration. Morphology and structural analysis were carried out with scanning electron microscope (SEM) micrographs and X-ray diffraction (XRD) patterns. Optical investigations were obtained with spectrometer and fluorospectrometer from Shimadzu. SEM micrographs confirm the nanostructure of the CdO film and indicate agglomeration of nanoparticles with laser irradiation. XRD patterns show decrease in the intensity of orientation peaks after laser irradiation. Variation in band gap energy, absorption peaks, and photoluminescence spectra with laser irradiation are observed.     

Influence of Al-doping on the structure and optical properties of ZnO films

Al-doped ZnO (ZnO:Al) thin films with c-axis preferred orientation were deposited on glass substrates using the radio frequency reactive magnetron sputtering technique. The effect of Al concentrations on the microstructure and the luminescence properties of the ZnO:Al thin films were studied by atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), and fluorescence spectrophotometer. The results showed that the crystallization of the films was promoted by appropriate Al concentrations; the photoluminescence spectra (PL) of the samples were measured at room temperature. Strong blue peak located at 437 nm (2.84 eV) and two weak green peaks located at about 492 nm (2.53 eV) and 524 nm (2.37 eV) were observed from the PL spectra of the four samples. The origin of these emissions was discussed. In addition, absorption and transmittance properties of the samples were researched by UV spectrophotometer; the UV absorption edge shifted to a shorter wavelength first as Al was incorporated, and then to a longer wavelength with the increasing Al concentrations. The optical band gaps calculated based on the quantum confinement model are in good agreement with the experimental values.     

2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的光谱特性

合成了一种新型的蓝光发射材料2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙,并利用红外光谱、X射线衍射谱、DSC热分析、UV-vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、晶态、热稳定性以及光学特性,分析了它的能态结构和发光机理。结果表明,2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的热稳定性较高,是一种多晶粉末发光材料,禁带宽度2.93eV,在紫外光的激发下,固态荧光发射峰在449.7nm处,在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在491nm处,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。     

532 nm激光辐照下ZnSe薄膜光学特性研究

采用电子束热蒸发技术制备了ZnSe薄膜,研究了532 nm波长的不同能量(2.0 mJ、2.5 mJ、3.0 mJ)、不同脉冲数(3、10、15)激光诱导前后,ZnSe薄膜的透射率、折射率、消光系数、损伤阈值(LIDT)的变迁。研究结果显示,在能量为2.0 mJ激光辐照后,ZnSe薄膜折射率提高,透射率下降。相比较能量为2.5 mJ、3.0 mJ激光辐照,在能量为2.0 mJ激光辐照后折射率提高最明显,由2.489 4提高到2.501 6。薄膜损伤阈值从0.99 J/cm2提高到1.39 J/cm2(10脉冲辐照);薄膜的损伤经过了无损伤到严重损伤突变的损伤演变过程。采用原子力显微镜对预处理后薄膜表面粗糙度进行检测,发现激光预处理后的薄膜表面粗糙度Ra有所下降,从0.563 nm降低到0.490 nm(15脉冲激光辐照)。     

基于有机半导体激光材料的高灵敏度溶液检测传感器件

采用光抽运有机激光增益材料产生的放大自发辐射(amplified spontaneous emission ASE), 实现了不同浓度液体的实时检测. 以两种聚合物poly(9, 9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)和poly(3-hexylthiophene)共混的激光增益介质薄膜作为平面光波导, 观察在滴加少量溶液前后以及不同溶液浓度下, 由于光波导的相对折射率变化导致的放大自发辐射阈值及峰位的变化, 实现对溶液检测. 实验结果显示, 在常温常压下对25 wt.% NaCl溶液检测可得与纯水相比, 放大自发辐射光谱红移了4.5 nm, ASE阈值从0.579 μJ/pulse上升到1.447 μJ/pulse, 约2.5倍, 溶液检测灵敏度达到97.8 nm/RIU(refractive index unit), 精度达到141.9 nm/RIU, 充分说明上述方法能实现高灵敏度溶液检测.     

赤藓红荧光激发光谱突变的研究

实验测量了10,20,30,40,50和60μg·mL-1六种浓度赤藓红溶液的荧光激发光谱和吸收光谱.发现在浓度为10和20μg·mL-1时,其荧光激发光谱在530 nm处会出现一个明显的激发峰,而当溶液浓度超过30μg·mL-1后,荧光激发光谱线型会发生突变,530 nm处成为谷值位置,并在530 nm两侧出现两个新...     

Absorption and emission of thin solid films of octaethylporphin

Absorption and emission spectra at room temperature and emission spectra atliquid nitrogen temperature are reported for thin solid films of free base octaethylporphin. The room temperature visible absorption spectrum resembles that of the solution, except all four peaks show a red shift of ≈ 12 nm and all except the farthest red are broadened. The Soret band in the near UV is greatly broadened in the film, and its peak absorbance is substantially reduced. The room-temperature emission of the films is quite similar to that of solution fluorescence, except for a red-shift of ≈ 10 nm. But at low temperature two new peaks appear at 657 and 672 nm. Their intensity as a function of temperature can be explained by a simple exciton trapping model.