荧光猝灭分析中内滤效应的精确校正（英文）

研究了荧光猝灭分析中荧光强度的演变过程,发现样品对激发光的吸收分布会伴随内滤效应对荧光强度产生潜在影响.根据吸收分布影响荧光强度的物理机制,提出了利用荧光响应函数去除吸收分布影响的校正方法.通过分析五聚噻吩与富勒烯C70之间在不同激发波长处光致电子转移引起的荧光猝灭,对校正效果进行验证,结果显示:单独对内滤效应进行校正后,各激发波长处的荧光猝灭率与C70的吸收谱仍具有弱相关性,进一步对吸收分布的影响加以校正,所得荧光猝灭率则不再与C70的吸收谱关联.表明在荧光猝灭分析时增加对吸收分布的校正可有效提高内滤效应的最终校正准确度.     

喷气式Z箍缩等离子体辐射软X射线能谱的研究

研制了一台五通道ROSS-FILTER-PIN软X射线能谱仪，能谱范围为0.28—1.56keV.它由5个连续能段组成，每个能段的起止边由罗斯滤片对(ROSS-FILTERS)的L或K吸收边确定.罗斯滤片对的厚度通过优化计算得到，为了使每个通道的灵敏区外响应(即所测能段外响应)与通道总响应之比最小，在滤片对的第二滤片上镀上了一定厚度的第一滤片材料；为了缩减滤片表面积以增强低能滤片的抗冲击能力及方便滤片加工，能谱仪采用了小探测面积的PIN探测器(1mm²).借助此能谱仪，测量得到了喷气式Z箍缩(Z-pinch)等离子体辐射软X射线能谱的分布，并研究了软X射线产额随箍缩状况的变化趋势. 关键词： Z箍缩等离子体 罗斯滤片 软X射线能谱     

基于静电纺丝工艺的LED远程荧光片制备技术

首次提出了一种基于静电纺丝工艺以柔性PET为基底的新型LED远程荧光片的制备方法,实现了蓝色LED芯片与荧光粉层相分离的免封装器件结构。采用静电纺丝工艺制备了黄色荧光片和红色荧光片,并研究了黄色荧光片的透射率、吸收率、PL谱及红色荧光片对白光LED的光学性能参数的影响,包括光通量、相关色温、光效。实验结果表明,所制备黄色荧光片在可见光波段具有良好的透光性,荧光片的光谱完全由荧光粉来决定,不需要考虑复杂工艺的影响;使用红色荧光片可以在保持高光效的同时将球泡灯的相关色温由5 595 K降低为3 214 K,这在曲面发光及色温调节方面为灯具设计提供了广阔的空间。     

5~88keV能区硬X光能谱精密测量

利用滤波荧光(FF)法建立了5~88keV能区硬X光能谱测量系统,对闪烁探测器的灵敏度进行了精密标定,不确定度好于10%。通过研究干扰产生的原因,改善系统屏蔽,有效地排除了干扰,提高了系统的信噪比;通过更换大电流的光电倍增管,改变准直光阑的尺寸和滤片的厚度,将测量系统的线性动态范围从4提高到104。在神光Ⅲ原型物理实验中定量给出Au平面靶硬X光谱,实现硬X光能谱的精密测量。     

基于光折变效应提升啁啾脉冲信噪比的光谱扫描滤波法

基于光谱扫描滤波原理,提出了一种利用光折变效应来提高啁啾脉冲信噪比的扫描滤波方法,并进行了理论分析。针对内置光折变晶体的Fabry-Perot (F-P)标准具光谱扫描滤波装置,定量分析了其透射谱特性,详细讨论了Fabry-Perot(F-P)标准具两平板的反射率、透射谱窗口带宽、外加场的控制参数以及信号光啁啾率变化等对啁啾脉冲信噪比的提升及其滤波透射率的影响。结果表明,F-P两平板的反射率越高,则透射谱越尖锐,透射窗口越窄,滤波效果也就越好。为了得到有效的信噪比提升,一般要求其反射率大于0.99;外加场的控制和信号光啁啾率的变化对扫描滤波的影响较大,在实际工作中,应尽量保证外加场和啁啾率的精确控制,以确保信号光和滤波函数的同步匹配。针对中心波长800 nm的啁啾信号脉冲,采用提出的光谱扫描滤波方法,对放大自发辐射(ASE)的随机噪声与预脉冲进行滤波,可得到近3个量级的信噪比提升效果。     

锶原子互组跃迁荧光探测系统的研制

锶原子单态和三重态间的互组跃迁(5s2)1S0-(5s5p)3P1辐射率远小于一般的电偶极跃迁,共振跃迁荧光信号微弱。介绍了一种应用于探测该互组跃迁荧光谱的直流偏置探测器。该探测器选用极低输入偏置电流运算放大器作为前置放大,具有信噪比高、增益高、偏置可调等优点。此探测器探测增益为106 V/W量级,-3dB带宽为1MHz。实验中利用该探测器对锶原子互组跃迁(5s2)1S0-(5s5p)3P1微弱共振荧光进行探测,获得信噪比很好的共振荧光谱,且无直流偏置,并由此获得高信噪比的鉴频曲线。应用该探测器观测到了饱和荧光谱线以及对应的鉴频曲线,可用于689nm激光锁频,应用于锶光钟系统。     

多元散射校正在荧光谱分析中的应用研究

针对废水中氨基酸荧光分析过程中光谱数据去噪声处理过程,提出了基于多元散射校正思想建立相对荧光强度与浓度关系模型的方法,建立了荧光测量中多波段波谱系列线性模型。研究结果表明,实验数据进行线性拟合,色氨酸呈现出良好线性关系,通过多元散射校正方法进行光谱数据处理,有效降低了散射及测量环境噪声的影响,提高了光谱数据的信噪比,校正后数据更加准确的表征了色氨酸相对荧光强度与浓度数据之间的线性相关性。建立的多波段波谱系列线性模型为现场检测仪器研制过程中滤波片的选择及混合溶液的在线解析提供了理论依据。     

利用经验模态分解的高频水声信号滤波方法*

研究了一种高频水声信号的滤波问题,提出了一种改进的经验模态分解加小波阈值滤波方法。首先对信号进行带通滤波处理,再进行经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法对这些频域信号进行滤波,最后对信号进行重构,并转换为时域信号。经数值仿真与试验数据验证表明此方法是可行有效的,与原基于经验模态分解的小波阈值滤波方法相比,本方法滤波效果较好:对不同输入信噪比的仿真信号进行滤波后,本方法的输出信噪比最大提高17.41 d B,滤波后所得信号与加噪前纯信号的相关系数最大提高0.90;对实验数据进行滤波后,不同时间段信号的相关系数最大提高0.62。     

滤片对能量色散X射线荧光光谱方法测定轻基体中痕量重金属Cd元素的作用

用能量色散X射线荧光光谱方法检测轻基体中重金属元素时,提高峰背比是一大难题,而设置滤片是解决这个难题的一种办法。该研究先对初级滤片(分为一类初级滤片和二类初级滤片)和次级滤片(平衡滤片)的选择(材料元素及厚度)作了理论分析,然后通过MC软件进行蒙特卡罗进行分别模拟,比较设置前后的峰背比,验证理论分析的准确性。一类初级滤片模拟设置了Fe和Cu两种材料,结果表明设置后的峰背比较设置前的1.36均提高了两倍左右;二类初级滤片模拟设置了Te和Ba两种材料,设置后的最大峰背比分别为14.88和13.58,均比比设置前提高了10倍左右;平衡滤片则是先后设置Rh和Ru两个滤片,两者计数相减即得到平衡通带,结果可见通带内特征峰透过率为83.1%,而通带外的背景值降低到几乎为0,使得峰背比大大增加了。经过比较,三种滤片的设置都有效地提高了峰背比,其中平衡滤片提高的倍数最大,二类初级滤片次之,最小为一类初级滤片。理论上三种滤片是可以同时设置以更大地提高峰背比的,但由于轻基体中Cd元素含量很小,而低计数的结果会大大增加放射性统计涨落误差,因此,在实际应用中,还应考虑到这一点,以决定是否进行两两同时设置或者三者同时设置。研究创新之处在于除了传统的两种滤片外,还提出了二类初级滤片的运用。     

双折射滤波片的优化参量

研究了双折射滤波片的滤波和调谐性质。利用矩阵方法和反射、透射系数,给出了波片两个界面的菲涅耳系数。利用相移公式和光线轨迹公式,由入射角和光轴方位角可计算波片精确的相移公式。将上述系数和这一波片的相移公式用于琼斯矩阵,得到透射率的本征矩阵。该矩阵的本征值即为波片的透射系数。由此,给出了波片的主要性质(特别是透射宽度),讨论了波片参量(入射角、方位角和厚度)对波片性质的影响。利用相移公式,讨论了波片的调谐性质,并给出了选择参量的最佳范围。对石英波片,最佳参量为:厚度约在1500~2000μm,方位角大于45°,循环系数r尽可能大。在激光器增益较大时,选择较小的入射角。     

Geant4在惯性约束聚变内爆物理中的应用

基于Geant4建立了内爆物理实验多种诊断设备的全三维仿真模型,包括中子成像系统、用于硬X射线诊断的滤波应光谱仪、楔形滤片质子能谱仪、化学气相沉积金刚石探测器(CVD)等。根据Geant4仿真模拟的数据,建立了合适的解谱及图像还原算法,优化了系统设计,从理论上预估了诊断设备的诊断能力。此外仿真数据亦用于设计实验方案,建立诊断设备的标定方法等。     

滤波-荧光谱仪的优化设计

滤波-荧光法是一种重要的X射线诊断技术,对于温度为1.4×107—1.6×107K的黑体辐射,设计了包含V-Ti,Co-Fe,Cu-Ni和Zn-Cu四个组合的滤波-荧光谱仪,信号测量通道增加了相应本底测量辅助通道.计算结果表明,采用与信号通道相同设置的辅助通道测量效果不佳,需要对辅助通道后滤片进行重新设置以确保对本底的正确测量.     

18～88 keV Ross滤片谱仪的设计和应用

以带通平响应为优化目标,通过残余响应、带外残余响应相对误差以及残余响应平整度3个参数来优化滤片的厚度,设计了一套共有7个能量通道、连续覆盖18~88keV能谱范围的Ross滤片谱仪。该谱仪能量通道宽度在2~20keV之间。多数能量通道的带外残余响应相对误差低于10%,残余响应平整度优于20%。将该谱仪应用于微聚焦X光机上的高Z金属球壳高能X射线背光照相实验,结果表明:在不同的实验条件下,Ross滤片谱仪测得的能谱形状与理论模型给出的结果符合较好,测得的能谱不仅能够很好地解释背光照相图像,而且可用于根据图像反推客体的面密度。     

成像光谱仪一体化设计

随着超光谱成像技术的发展,超光谱成像光谱仪的要求也随之提高,小型化、高光谱分辨率和高空间分辨率成为发展趋势,这就要求设计者在进行仪器设计的过程中不断完善和优化设计。提出了成像光谱仪一体化设计的方法,即不单纯地进行光谱仪分光系统的设计,而是将光谱仪分光系统置于整体结构中进行整体系统设计和优化,从而实现超光谱成像光谱仪的最佳设计结果,并以近年来应用较为广泛的凸面光栅成像光谱仪为例,较为详细地阐述了成像光谱仪一体化设计方法在系统研制过程中的应用,并通过对该凸面光栅成像光谱仪的测试验证了该方法的正确性。     

测量石英晶体光轴方向厚度的光谱分析法

基于石英晶体的旋光色散原理,提出了一种测量石英晶体光轴方向厚度的光谱分析方法。利用光学矩阵方法对测量原理进行了分析,指出通过测量由两个正交的偏光镜和待测石英晶体所组成的系统的透射曲线就可以精确计算出待测石英晶体的厚度。在实验的过程中进行了误差分析,分析表明选取长的测量波段、低的扫描速度、短的响应时间和小的狭缝宽度都有利于提高测量精度,并从理论上证明所得厚度的精度高于电子数显千分尺的测量精度。利用三种不同的方法对两块不同厚度的石英晶体进行了测量,测量结果表明利用提出的方法所得厚度的精度可以达到0.1μm,与理论分析的结果相一致。     

Interference of white light in tandem configuration of birefringent crystal and sensing birefringent fiber

Spectral interference of white-light beams propagating through a tandem configuration of birefringent crystal and sensing birefringent fiber is analyzed theoretically and experimentally. The spectral interference law is expressed analytically under the condition of a Gaussian response function of a spectrometer taking into account the dispersion of birefringence in the crystal and in the fiber. Two types of spectral interferograms are modeled knowing dispersion characteristics of the sensing fiber and using a quartz crystal of the positive or a calcite crystal of the negative birefringence. The theoretical analysis is accompanied by two experiments employing a highly birefringent fiber and a birefringent quartz crystal of two suitable thicknesses. Within both experiments the spectral interference fringes are resolved in accordance with the theory with phases dependent on the fiber length.     

Polarization and intensity of Compton scattering

X-ray spectra scattered at 90° by acrylic resin plates of various thicknesses are measured. The intensity and polarization of Compton-scattered X-rays are estimated from the spectra. As the thickness of the slab increases, the intensity increases but the polarization decreases. The optimal thickness for a polarized X-ray fluorescence spectrometer is determined, which provides both high intensity and high polarization.     

Optimizing the Configuration of the Magnetic Deflection System of an Electron Spectrometer

The results of examination of the magnetic field produced in an electron spectrometer with permanent magnets are presented. The potential to optimize the configuration of the deflection system of this spectrometer using low-coercivity screens is demonstrated. These screens balance out the edge effects at the analyzer input and make the field in the gap more uniform.     

金纳米空心半球壳膜的可调谐光学性质研究

以单层聚苯乙烯微球阵列为模板,通过控制其表面金膜蒸镀时间,制备了具有不同厚度的空心半球壳结构的金纳米膜.利用扫描电子显微镜和自制光谱仪分别测量了金膜表面形貌和其透射光谱,并分析了金膜形貌与其光学性质间的关系,同时以4-巯基苯胺为探针分子测定了金膜的表面增强喇曼散射效应.结果表明,该金纳米膜的表面等离子体共振波长随膜厚度增大而发生红移,在可见与近红外波段较宽范围内可调谐,并且,当金膜共振波长与入射激发光波长较近时,探针分子可产生出较强的表面增强喇曼信号.同时,对该现象的产生机制也进行了理论解释.     

First inelastic neutron scattering studies on thin free standing polymer films

Glass transition studies in free standing polymer films have revealed values of the transition temperature, T(g), which were substantially reduced below the bulk for sufficiently thin films. Here we report on the preparation of two stacks of free standing polystyrene films: 70 films with a thickness of h approximately 107 nm and 140 films with h approximately 55 nm with equivalent total sample thicknesses of approximately 7.5 microm. We have performed the first measurements on such samples using inelastic neutron scattering, and demonstrate that inelastic neutron scattering experiments, performed on the time-of-flight spectrometer IN6 and the backscattering spectrometer IN16 at the Institut Laue-Langevin, are feasible.