飞秒激光激发空气电离的阈值研究

报道在脉宽50fs—22ps，波长800nm脉冲激光作用下的空气电离阈值的研究结果.利用探测等离子体发光信号的方法，实验测量了激发空气电离所需的阈值激光强度.结果表明，当激光脉冲宽度从50fs增加到22ps时，阈值光强I_th从8.7×10¹⁴W/cm²下降到2.7×10¹³W/cm²；I_th经历了由迅速降低逐渐发展为缓慢降低的过程.在50fs—1p     

重离子背散射——测量表面与近表面痕量元素的一种新方法

本文报道了用重离子背散射探测表面、近表面微量重元素的新方法。通过选择入射离子种类,使入射离子原子量M₁等于或略大于基体原子量M₂,利用弹性散射运动学实现自动排除探测系统的脉冲堆积现象。实验结果表明利用能量为3MeVSi离子背散射,测量基体Si中注As的灵敏度优于2×10¹²原子/cm²;对基体Si表面的杂质元素Au,探测灵敏度高达2.2×10⁹原子/cm²。     

高Tc超导薄膜约瑟夫逊结光探测研究

我们研制了具有约瑟夫逊效应的高Tc GdBa₂Cu₃O₇-薄膜双晶晶界结,对其交直流约瑟夫逊效应进行了观测,并用其进行光探测,用波长为0.6328μm的He-Ne激光器辐照双晶结结区,系统观测了双晶晶界结的光响应特性,得到的最好结果如下噪音等效功率NEP=1.9×10^-13W,归一化探测率D=53×109cmHz^1/2W^-1,响应率Rv=4.2×10⁷V/W,响应时间τ=4.35×10^-7s.     

LiNbO3和LiTaO3晶体Er3+/Yb3+掺杂水热外延层室温吸收光谱分析

本文引入与浓度和厚度有关的k_NL待定参数, 在J-O理论基础上, 对Er³⁺/Yb³⁺掺杂的LiNbO₃和LiTaO₃单晶衬底上 的多晶水热外延样品进行了基于吸收光谱的拟合计算. LiNbO₃:Ω₂=2.34× 10^-20 cm², Ω₄=0.77× 10^-20 cm², Ω₆=0.31×10^-20 cm², k_NL=4.32× 10^-2 mol·m^-2. LiTaO₃:Ω₂=1.68×10^-20 cm², Ω₄=0.84×10^-20 cm², Ω₆=0.45×10^-20 cm², k_NL=9.17×10^-3 mol· m^-2. 该方法可尝试推广到粉体或胶体等难以直接获得浓度和厚度数据的体系. 经上转换发光测试及光谱参数计分析认为Er³⁺/Yb³⁺离子的掺杂浓度比为1:1的情况下, 样品呈现绿色上转换发光光谱; 可尝试以降低基质声子能量的方法提高⁴I_13/2能级 对²H_11/2和⁴S_3/2能级的量子剪裁效率.     

表面层对1 064 nm高反射镜损伤阈值影响

 采用电子束蒸发的方法制备了３种具有不同表面层材料及结构的中心波长为1 064 nm的零度高反镜,３种膜系表面层分别为1/4波长光学厚度的HfO₂,1/2波长光学厚度的SiO₂,以及1/4波长光学厚度的SiO₂。光谱测试表明：三者在1 064 nm处均有较高的反射率（高于99.8%）,利用热透镜的方法测量得到３个膜系辐照激光正入射情况下,薄膜对光的吸收比例分别为3.0×10^-6,5.0×10^-6和6.5×10^-6,其损伤阈值分别为32.5,45.2和28.4 J/cm²。并在膜层内部电场分布和膜层材料物理特性的基础上分析了３种不同表面层膜系吸收和损伤阈值差别的原因。     

薄膜型超导红外(光)探测器

在高Tc GdBaCuO超导薄膜上,采用光刻技术分别制成两种不同结构的辐射、热测量器件及2×4集成阵列式微桥器件红外(光)探测器.探测器芯片安装在STD-3型红外探测器杜瓦冷指上.用黑体及波长为0.6328μm的He-Ne激光器辐照器件,系统观测各种器件的特性,其中最好的结果:在10Hz时的噪音等效功率NEP(500,10,1)=3.6×10^-12 WH_z^1/2;探测率D^*(500,10,1)=1.6×10¹⁰ cmH_z^1/2W^-1;响应率R_v=8.2×103VW^-1.另外,多元串接微桥器件出现的多台阶式的特性,可望在红外探测计量及高频方面获得重要应用.     

掺铒铋酸盐玻璃的光谱性质研究

研究了掺铒铋酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质,应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的三个强度参量Ω_t=(t=2,4,6),分别为Ω₂=3.71×10^-20cm²,Ω₄=1.86×10^-20cm²,Ω₆=1.28×10^-20cm²,计算了Er³⁺离子的自发跃迁几率、荧光分支比等光谱参量.经荧光谱测试发现掺Er³⁺铋酸盐玻璃的荧光半高宽可达70nm.应用McCumber理论计算1.53μm处的受激发射截面可达9×10^-21cm².对Er³⁺离子在不同基质玻璃中光谱特性的比较发现,Er³⁺在铋酸盐玻璃中具有相对较高的受激发射截面和宽的荧光半高宽.     

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）。     

PHOTO ACOUSTIC MEASUREMENTS OF WATER VAPOR ABSORPTION COEFFICIENT IN UV SPECTRAL REGION

Data on the absorption coefficient of H₂O in binary mixture with N₂ in UV region of spectra are presented. With the use of the high sensitivity photoacoustic spectrometer, the following values of the absorption coefficient were found: 2.3×10^-9cm^-1·Pa^-1(λ=255 nm), 0.9×10^-9 cm^-1·Pa^-1(λ=271 nm), and 1.6×10^-9cm^-1 ·Pa^-1(λ=289 nm).     

C2H2 Overtones Near 12300 cm-1 Revisited with a Very Sensitive Cavity Ring-down Spectrometer

利用单模连续的钛宝石激光器, 构建了一台光腔衰荡光谱仪, 其可探测的最小吸收可达1.8×10^-10/cm. 该光谱仪被用来记录C₂H₂分子在12240～12350 cm^-1的泛频光谱. 与在同一波段测量的已报到的CRDS和激光腔内吸收光谱仪结果比较,本测量同时具有更好的灵敏度和精度. 由此,获得了乙炔分子在12290.12、12311.82和12350.61 cm^-1附近高泛频谱带更准确的振转参数     

适用于ppb量级NO_2检测的低功率蓝光二极管光声技术研究

在405 nm处基于低功率蓝光二极管光声技术探测ppb量级NO_2浓度系统,获取了NO_2有效吸收截面,探讨了水蒸气等气体的测量干扰,通过频率扫描拟合得到了1.35 kHz的谐振频率.采用内部抛光的铝制圆柱空腔作为光声谐振腔(内径为8 mm,长为120 mm),系统优化了腔体、窗片和电源等影响因素,分析了降低本底噪声、提高信噪比的方法,噪声信号可降至0.02μV.设计了两级缓冲结构,显著抑制了流量噪声的影响,提高了系统的稳定性.系统的标定梯度曲线经过线性拟合后的斜率为0.016μV/ppb, R~2为0.998,在60 s平均时间下,系统NO_2探测限为3.67 ppb(3σ).为了证实系统的测量结果,将其与二极管激光腔衰荡光谱系统同步对比测量大气NO_2浓度,二者线性拟合后的斜率为0.94±0.009,截距为1.89±0.18,相关系数为0.87,一致性较好.实验结果表明,该系统实现了ppb量级NO_2浓度的低成本在线探测,可用于NO_2浓度外场的实时检测.     

Gd3+/Y3+共掺对Nd:CaF2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF₂和Nd,Y:CaF₂晶体, 研究了Gd³⁺/Y³⁺共掺对Nd³⁺光谱性能以及Nd:CaF₂晶体晶胞参数的影响规律. 对于0.5 at.%Nd, x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF₂系列晶体, 当调控Gd³⁺掺杂浓度为2 at.%时, 具有最大的荧光寿命499 μs; 当Gd³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 具有最大的吸收截面1.47×10^-20 cm², 最大的发射截面1.9×10^-20 cm²; 当Gd³⁺掺杂浓度为8 at.%时, 具有最佳的发射带宽29.03 nm. 对于0.6 at.%Nd, xat.%Y(x=2, 5, 8, 10):CaF₂系列晶体, Y³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 有最大的吸收截面2.41×10^-20 cm², 最大的发射截面3.17×10^-20 cm²; 当Y³⁺掺杂浓度为10 at.%时, 具有最长的荧光寿命359.4 μs,并且具有最大发射带宽26 nm.     

PHOTO-ACOUSTIC MEASUREMENTS OF WATER VAPOR ABSORPTION COEFFICIENT IN UV SPECTRAL REGION

Data on the absorption coefficient of H₂O in binary mixture with N₂ in UV region of spectra are presented. With the use of the high sensitivity photoacoustic spectrometer, the following values of the absorption coefficient were found: 2.3×10^-9cm^-1·Pa^-1(λ=255 nm), 0.9×10^-9 cm^-1·Pa^-1(λ=271 nm), and 1.6×10^-9cm^-1 ·Pa^-1(λ=289 nm).     

Spectroscopy system based on a single quantum cascade laser for simultaneous detection of CO and CO_2

A quantum cascade laser(QCL) based system for simultaneous detection of CO and CO_2 is developed.The QCL can scan over two neighboring CO(2055.40 cm~(-1)) and CO_2(2055.16 cm~(-1)) lines with a single current scan.The wavelength modulation spectroscopy( f = 20 k Hz) is utilized to enhance the signal-to-noise ratio.A white cell with an effective optical path length of 74 m is used.The calibration of the sensor is performed and minimum detection limits of 1.3 ppb(1 × 10~(-9))for CO and 0.44 ppm(1 × 10~(-6)) for CO_2 are achieved.     

SIMS STUDY OF OXYGEN SPIRAL DIFFUSION C-TEXTURED Yba2Cu3O7-δ/SrTiO3 EPITAXIAL THIN FILM

Secondary ion mass spectroscopy was used to study the chemical diffusivity of 0¹⁸ in c-textured YBa₂Cu₃O_7-δ/SrTiO₃ epitaxial thin film. By fitting experimental data to the one- dimensional diffusion curve, the apparent diffusivity along the c-axis was obtained to be equal to l.02×10¹⁴cm²/sec when the temperature was 350℃. A computer analysis method was put forward to calculate the "spiral diffusion" process, and the diffusivity anisotopy of films with different mosaic size obtained. For a film of 7000×7000?² mosaic size, Dab was found to be ～3.55×10^-5xexp((-1.03 ev)/kT) cm²/sec. The calculated results reveal that the variation of the results of Dc is not the result of diffusivity anisotropy but of the difference in mosaic size.     

Research of NO2 vertical profiles with look-up table method based on MAX-DOAS

Obtaining the vertical distribution profile of trace gas is of great significance for studying the diffusion procedure of air pollution.In this article,a look-up table method based on multi-axis differential optical absorption spectroscopy(MAX-DOAS)technology is established for retrieving the tropospheric NO₂ vertical distribution profiles.This method retrieves the aerosol extinction profiles with minimum cost function.Then,the aerosol extinction profiles and the atmospheric radiation transfer model(RTM)are employed to establish the look-up table for retrieving the NO₂ vertical column densities(VCDs)and profiles.The measured NO₂ differential slant column densities(DSCDs)are compared with the NO₂ DSCDs simulated by the atmospheric RTM,and the NO₂ VCDs,the weight factor of NO₂ in the boundary layer,and the boundary layer height are obtained by the minimization process.The look-up table is established to retrieve NO₂ VCDs based on MAX-DOAS measurements in Huaibei area,and the results are compared with the data from Copernicus Atmospheric Monitoring Service(CAMS)model.It is found that there are nearly consistent and the correlation coefficient R2 is more than 0.86.The results show that this technology provides a more convenient and accurate retrieval method for the stereoscopic monitoring of atmospheric environment.     

用高压显微光谱系统测量流体静压力对非晶态As2S3光学吸收边的影响

用金刚石对顶砧高压显微光谱系统在0—66kbar的流体静压力范围内测量了a-As₂S₃的光学吸收达随压力的移动特性。发现a-As₂S₃的光学吸收边随压力的增加而迅速红移。在计算机上用最小二乘法对实验点进行了拟合,结果得出吸收边和压力之间的关系为:E_g(P)=E_g(0)-1.31×10^-3P-3.91×10^-4P²+4.04×10^-6P³值得注意的是|dE_g/dP|和压力之间的关系经历了一个先是增大,然后再减小以至于趋于饱和的过程。这和Weinstein等人先前的实验结果是有所不同的。 关键词：     

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.     

Triton X-100增敏催化动力学光度法测定痕量亚硝酸根

基于稀硫酸介质中,Triton X-100对亚硝酸根催化氯酸钾氧化甲基紫褪色反应的增敏作用,建立了测定痕量亚硝酸根的Triton X-100增敏催化动力学光度法.方法的线性范围为0.004-0.26μg·mL-1,检出限为9.24×10-10g·mL-1.测得反应表观活化能为75.33kJ·mol-1.方法简便、快速,选择性好.用于水样及蔬菜祥品中痕量亚硝酸根的测定,结果满意.     

多轴差分吸收光谱技术测量NO2对流层垂直分布及垂直柱浓度

研究了多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)的对流层NO₂垂直廓线及垂直柱浓度反演方法. 该方法采用了先反演气溶胶廓线, 然后在此基础上反演痕量气体垂直分布的两步反演方法. 其中痕量气体廓线反演时采用了非线性最优估算法, 使反演更少地依赖于先验信息, 更有利于自动获取痕量气体廓线. 首先研究了应用非线性最优估算法的痕量气体垂直廓线反演算法中权重函数、 先验廓线及其协方差矩阵的计算方法, 设计了适合于痕量气体垂直分布变化剧烈地区的迭代方案. 通过计算机仿真, 研究了算法重建盒子型和抬高型NO₂廓线的效果, 研究表明两种典型分布下算法都可以较好地重建2 km以下的NO₂分布, 在近地面的反演精度达到0.6%. 然后在低气溶胶、高气溶胶和抬高型气溶胶三种典型条件下, 研究了算法重建同一NO₂廓线的效果, 研究表明不同气溶胶条件下反演算法都可以得到相似的结果. 分析了错误的气溶胶状态对于NO₂廓线反演的影响以及反演算法的误差来源. 在合肥地区开展连续观测实验, 并将观测的NO₂垂直柱浓度与卫星对比, 相关性系数达到了0.85. 将MAX-DOAS反演的近地面NO₂ 浓度与长程DOAS 结果对比, 相关性系数达到0.76. 此外简化的MAX-DOAS痕量气体垂直柱浓度反演方法中常采用固定典型的气溶胶状态, 将两步法结果与简化方法结果进行对比, 两者的最大相对偏差为112%. 因此准确获取气溶胶状态, 尤其是气溶胶光学厚度, 对准确反演对流层NO₂垂直柱浓度十分必要. 关键词： 多轴差分吸收光谱 2垂直廓线')" href="#">对流层NO₂垂直廓线 2垂直柱浓度')" href="#">对流层NO₂垂直柱浓度 最优估算法