激发态Rb原子间的碰撞能量转移

脉冲激光器激发Rb原子到5P_1/2态,通过碰撞能量转移Rb(5P_1/2)+Rb(5S_1/2)Rb(5P_3/2)+Rb(5S_1/2)产生5P_3/2原子,研究了5P_1/2+5P_1/2,5P_3/2+5P_3/2,5P_1/2+5P_3/2的碰撞能量合并产生态的过程。5P_1/2态原子密度利用Rb空心阴极灯通过光学吸收方法得到,而5P_3/2态密度通过5P_3/25S_1/2(D2线)与5P_1/25S_1/2(D₁线)跃迁的荧光比得到。因为5P_3/2+5P_3/2或5P_1/2+5P_3/2的能量和与5D态的能量差远小于5P_1/2+5P_1/2与5D态的能量差,因此5P_3/2+5P_3/2,5P_1/2+5P_3/2的过程将影响5P_1/2+5P_1/2的测量结果。由于精细结构能量转移的时间比5D态寿命小得多,故5P_1/2+5P_1/2,5P_1/2+5P_3/2和5P_3/2+5P_3/2产生的5D5P荧光是同时产生的。在不同的池温下测量了积分荧光信号的相对强度,5P态原子有效寿命由辐射陷获的理论得到,结合激发态原子密度得到了5P_1/2+5P_1/2,5P_1/2+5P_3/2和5P_3/2+5P_3/2碰撞能量合并截面分别为7.810-15,2.9×10-14和3.1×10-14 cm2。结果表明5P_1/2+5P_3/2与5P_3/2+5P_3/2产生5D_3/2态的截面基本是相等的。     

光学厚Rb蒸气界面附近后向荧光光谱研究

在存在表面耗散层的纯Rb光学厚蒸气中,利用小功率可调谐半导体激光器泵浦Rb(5P_3/2)的超精细结构能级,测量和分析了780 nm(5P_3/2→5S_1/2)和795 nm(5P_1/2→5S_1/2)后向荧光的强度和线形,耗散层(近区)起光谱滤波器的作用。有两种可能产生5P_1/2态原子的机制,第一种机制是Rb(5P_3/2)+Rb(5S_1/2)→Rb(5P_1/2)+Rb(5S_1/2);第二种机制是Rb(5D)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P),对于每一种机制,给出了后向敏化荧光的理论公式。研究后向荧光时,必须要确定荧光强度与激光功率的关系和荧光线形。激光频率扫描超精细结构共振线,得到的敏化后向荧光795 nm线形与共振荧光780 nm线形相似,其荧光强度与荧光功率有线性关系。因此,基本上可以用第一种机制解释5P_1/2态布居机制。理论证明了,第二种机制产生的敏化后向荧光强度应与激光功率平方成比例,这与实验结果是不同的,第二种机制不能解释耗散层界面后向敏化荧光的产生。     

压强对空气/氩气介质阻挡放电中等离子体温度的影响

使用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气的混合气体放电中,利用发射光谱法,研究了电子激发温度和分子振动温度随气体压强的变化关系。通过氩原子763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₆→1S₃)两条谱线强度比法计算电子激发温度;通过氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算氮分子的振动温度;对氮分子离子391.4 nm和激发态的氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度进行了测量,以进一步研究电子能量的变化。实验表明,随着压强从20 kPa增大到60 kPa, 电子激发温度减小,分子振动温度减小, 氮分子离子谱线与激发态的氮分子谱线强度之比减小。     

宽频谱红外-可见转换材料CaS∶Ce,Sm的低温燃烧合成及表征

采用低温燃烧合成(LCS)法制备出宽频谱红外-可见转换材料CaS∶Ce, Sm,研究了稀土掺杂浓度对产物红外-可见转换发光性能的影响,并对样品进行了结构和性能表征。XRD分析表明样品为立方晶系CaS晶体结构。样品的激发光谱位于200～500 nm之间,紫外或可见光均可有效激发该材料完成“充能”过程,且可见光激发占优势。样品的红外响应光谱范围为800～1 600 nm,说明CaS∶Ce, Sm材料具有宽频谱红外-可见转换效应。样品的红外-可见转换发射光谱是位于450～650 nm的宽带谱,两毗邻发射峰位于513.4和572 nm,分别对应Ce3+的2T_2g(5d)→2F_5/2(4f)和2T_2g(5d)→2F_7/2(4f)跃迁。     

压强对介质阻挡放电中八边形结构等离子体温度的影响

利用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气的混合气体中,首次观察到了由点和线组成的八边形结构。采用发射光谱法,研究了八边形结构中的点和线的等离子体温度随压强的变化关系。利用氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π几_g)的发射谱线,计算了点和线的分子振动温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子394.1 nm两条发射谱线的相对强度比,研究了点和线的电子平均能量大小变化;利用氩原子763.26 nm(2P₆→1S₅)和772.13 nm(2P₂→1S₃)两条谱线强度比法,得到了点和线的电子激发温度。实验发现：在同一压强条件下,线比点的分子振动温度、电子平均能量以及电子激发温度均高;随着气体压强从40 kPa增大到60 kPa,点和线的分子振动温度、电子平均能量以及电子激发温度均减小。     

大面积沿面放电等离子体温度的光谱研究

设计了水电极放电装置,在空气/氩气混合气体中实现了大面积沿面放电。采用发射光谱法,对分子振动温度、电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化进行了研究。根据氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算出氮分子的振动温度;使用Ar 763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₂→1S₃)的两条发射谱线的强度比得到电子激发温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比得出了电子的平均能量的变化。实验研究了发射光谱随气压的变化,发现其强度随着气压的增加而增强,且其整个轮廓和谱线强度之比也发生变化。随着气压从0.75×105Pa升高到1×105Pa,分子振动温度、电子激发温度和电子能量均呈下降趋势。     

中等pd值介质阻挡放电中等离子体温度研究

近大气压条件下,在介质阻挡放电系统中得到了氩气和空气混合气体在300～800 nm范围内的发射光谱,研究了中等pd值(约6.4×103 Pa·cm) 氩气和空气混合气体中电子激发温度与分子振动温度。实验选用两条ArⅠ谱线763.51 nm(2P₆→1S₅)与772.42 nm(2P₂→1S₃),用强度对比法测量电子激发温度,利用氮分子第二正带系(C 3Π_u→B 3Π_g)计算氮分子振动温度。实验结果表明：电子激发温度和分子振动温度均随电压的增加而增加,并且电子激发温度随电压的变化速率大于分子振动温度的变化速率。     

介质阻挡放电蜂窝斑图形成过程的光谱研究

采用光谱法, 研究了氩气/空气混合气体介质阻挡放电中蜂窝斑图形成过程中等离子体参量的变化。实验发现,随着电压的增加,放电经历六边形点阵斑图及疏密点同心圆环斑图后,形成了蜂窝斑图。利用氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线、氩原子763.26 nm(2P₆→1S₅)与772.13 nm(2P₂→1S₃)两条谱线强度比法和氩原子696.57 nm(2P₂→1S₅)谱线的展宽,分别研究了上述三种斑图的分子振动温度、电子激发温度和电子密度。结果发现：蜂窝斑图的分子振动温度和电子激发温度均高于六边形点阵斑图相应的温度,但其电子密度却比后者的电子密度低。实验还通过电容法,测量了放电斑图的放电功率,发现蜂窝斑图的放电功率远远高于六边形点阵斑图的放电功率。工作结果对于研究介质阻挡放电自组织斑图的形成机制具有重要意义。     

少量氩气对大气介质阻挡放电光谱的增强

采用双水电极介质阻挡放电装置,测量了大气介质阻挡放电的光谱,并研究了加入少量氩气后光谱的变化。在300～800 nm波长范围内,发现了氮分子(C3Π_u(v′=0)→B3Π_g(v″=0～4))的光谱和氮原子(4d4D_7/2→3p4P0_1/2)的光谱。在大气中加入少量氩气后,击穿电压明显降低,在相同电压条件下,氮分子光谱线和氮原子光谱线强度都增强。同时,加入氩气后上述谱线的半宽度明显加大。由于谱线的Stark加宽与电子密度成正比, 说明加入氩气后等离子体的电子密度增大, 使得电子碰撞激发氮分子及氮原子的概率增大,激发到较高激发态的氮原子或氮分子增多,从而使光谱强度增强。     

甲状腺癌转移性淋巴结的红外光谱研究

联合运用衰减全反射(attenuated total reflectance,ATR)探头与FTIR光谱仪,测定了新鲜离体的甲状腺癌转移性颈部淋巴结20枚和非转移性淋巴结69枚的FTIR光谱,比较两组光谱13个谱带的峰位及相对峰强等28个指标,找出甲状腺癌转移性淋巴结光谱的特征。与非转移性淋巴结相比,转移性淋巴结光谱中与蛋白、脂质、糖类、核酸相关的谱带均发生了明显的变化,具体如下：(1)与蛋白质相关的谱带的相对峰强I_{3 280}/I1 460(P=0.029),I_{1 640}/I_{1 460}(P=0.019),I_{1 546}/I_{1 460}(P=0.004)均显著升高;(2)脂类相关的相对峰强I_{1 743}/I_{1 460}显著降低(P=0.026),而I_{1 400}/I_{14 60}则明显增高(P=0.001);(3)与糖类相关的1 165与1 120 cm-1处峰位P_{1 165}(P=0.019),P_{1 120}(P=0.000)发生明显蓝移(向高波数移动),相对峰强I1 165/I_{1 460}显著降低(P=0.006);(4)与核酸相关的1 085 cm-1处峰位P_{1 085}发生明显地红移(向低波数移动)(P=0.029);(5)其他指认未明的谱带的相对峰强I_{1 303}/I_{1 460}(P=0.008),I_{1 303}/I1 240(P=0.039)均明显升高。与非转移性淋巴结光谱相比较,甲癌转移的淋巴结光谱在多个谱带的峰位或相对峰强方面存在显著的差异。FTIR可应用于术中甲状腺癌转移性淋巴结的探测。     

New study on the XeVIII spectrum

Capillary light sources were used to observe the spectrum of seven-times-ionized xenon, XeVIII, in the 300-6000 Å wavelength range. Twenty-eight energy levels belonging to the 5s-9s, 5d-9d, 5g-9g, 7i-10i, 9l, 5p-9p, 4f-9f, 6h-9h and 8k-10k configurations were adjusted and 38 new spectral lines were classified. The XeVIII ionization energy was determined with improved accuracy using the polarization model. The analysis was supported by Hartree-Fock calculations. The weighted oscillator strengths for all the observed spectral lines were also calculated considering the fitted values for the energy parameters.     

Saturated amplification of a collisionally pumped optical-field-ionization soft X-ray laser at 41.8 nm

We report the first saturated amplification of an optical-field-ionization soft x-ray laser. The amplifying medium is generated by focusing a circularly polarized 330-mJ, 35-fs, 10-Hz Ti:sapphire laser system in a few-mm cell filled with xenon. A gain of 67 cm(-1) on the 4d(9)5p-4d(9)5d transition at 41.8 nm in Pd-like xenon and a gain-length product of 15 have been inferred at saturation. This source delivers about 5 x 10(9) photons per pulse. The influence of the pumping energy and the laser polarization on the lasing output are also presented.     

激光感生碰撞能量转移实验

首次观察到Eu(6s6p)^P9/2至Sr(5s10s)^1So、准稳态翼为紫翼的激光感生碰撞能量转移实验现象,其荧光波长为458.42nm,峰值转移激光波长为459.75nm,并对其激发函数谱随温度和随转移激光能量改变进行实验研究,测量了激光感生碰撞能量转移谱的截面,证实了激光感生碰撞能量转移谱为非对称谱。     

Airborne-mercury detection by resonant UV laser pumping

Optical pumping of the Hg(0) (6s (1)S(0) --> 6p (3)P(1)) transition at 253.7 nm (in air) leads to extremely fast energy transfer and strong laser-induced-fluorescence (LIF) from the Hg(0) (7s(3)S(1) --> 6p (3)P(2)) green transition at 546.2 nm, which is not directly populated by the laser. Ionization occurs simultaneously and becomes particularly strong at reduced background pressures. These observations are consistent with the existence of a multiphoton process followed by electron collisional excitation. Preliminary studies are made to evaluate these phenomena for detecting elemental airborne mercury by LIF and point monitoring with an ionization detector. Measured sensitivities of 2 and 10 parts in 10(9) (ppb), respectively, at 0.1-Torr air pressure are projected to increase to 1 x 10(-4) and 1 x 10(-5) ppb after relevant system optimization.     

Demonstration of a Ni-like Kr optical-field-ionization collisional soft x-ray laser at 32.8 nm

We report the first experimental demonstration of a Ni-like optical-field ionization collisional soft x-ray laser. The amplifying medium is generated by focusing a circularly polarized 760 mJ, 30 fs, 10-Hz Ti:sapphire laser beam in a few mm cell filled with krypton. We have measured a gain coefficient of 78 cm(-1) on the 3d(9)4d 1S0-3d(9)4p(1)P1 transition at 32.8 nm, which is here amplified for the first time. This radiation source represents the shortest wavelength optical-field ionization collisional soft x-ray laser ever produced. The influence of the gas pressure and the pumping energy on the lasing output are also presented.     

Sub-dekahertz ultraviolet spectroscopy of 199Hg+

Using a laser that is frequency locked to a Fabry-Perot etalon of high finesse and stability, we probe the 5d(10)6s (2)S(1/2)(F = 0)<-->5d(9)6s(2) (2)D(5/2)(F = 2) Deltam(F) = 0 electric-quadrupole transition of a single laser-cooled 199Hg+ ion stored in a cryogenic radio-frequency ion trap. We observe Fourier-transform limited linewidths as narrow as 6.7 Hz at 282 nm ( 1.06x10(15) Hz), yielding a line Q approximately 1.6x10(14). We perform a preliminary measurement of the 5d(9)6s(2) (2)D(5/2) electric-quadrupole shift due to interaction with the static fields of the trap, and discuss the implications for future trapped-ion optical frequency standards.     

Spectroscopy of the 1S0-3P0 clock transition of 87Sr in an optical lattice

We report on the spectroscopy of the 5s(2) 1S0(F=9/2)-->5s5p 3P0(F=9/2) clock transition of 87Sr atoms (natural linewidth of 1 mHz) trapped in a one-dimensional optical lattice. Recoilless transitions with a linewidth of 0.7 kHz as well as the vibrational structure of the lattice potential were observed. By investigating the wavelength dependence of the carrier linewidth, we determined the magic wavelength, where the light shift in the clock transition vanishes, to be 813.5+/-0.9 nm.     

NO2分子在440～495 nm范围内的激光诱导荧光激发谱

以 NdYAG脉冲激光器泵浦的光学参量发生器/放大器作激发光源, 获得了室温、低气压条件下, NO2分子在440～495 nm波长范围内的激光诱导荧光激发谱, 将所得谱线峰归属为NO2由基电子态X2A1态向第二电子激发态B2B1态的跃迁, 利用实验所得峰值波长计算了NO2分子B2B1态的角振动频率ωe. 通过对NO2分子B2B1→X2A1跃迁的荧光时间分辨光谱进行实验研究, 得到15 Pa气压下B2B1(0, 9, 0)振动态的能级寿命τ=49 μs. 测量了荧光寿命随气压的变化关系, 利用曲线拟合得到NO2 B2B1(0, 9, 0)振动态的自发辐射寿命τ0≈55 μs和无辐射跃迁弛豫速率常数. kq=1.2×10-9 cm3 molecule-1s-1.     

532 nm法拉第光学滤波器传输特性

本文对工作在波长为532.33nm的激发态钾(K)原子法拉第光学滤波器进行了分析与讨论。结果表明这种工作在钾4P1／2←8S1／2跃迁谱线的滤波器的峰值透过率为50%,等效带宽为4GHz。同时滤波器的传输特性跟激光泵浦功率以及外加磁场强度并不是线性相关;所需激光泵浦功率的范围为0.8～6mW*cm－2。     

Cu掺杂无水芒硝的光致发光特性

在气温1 100℃下,将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和Cu的混合粉末加热20 min,制备了Na2SO4:Cu发光材料.在室温中测量了光致发光谱.通过实验结果发现发射光谱形状依赖于激发波长,在260nm激发下的发射光谱是由峰值位于430 nm处的宽带谱构成,所得到的宽带谱归属于Cu+内电子的3d94s→3d10跃迁....