不同波长激发光对血清荧光光谱影响的实验研究

采用日本岛津荧光光度计RF5301,研究了血清的荧光光谱与激发光波长的关系。实验结果表明：在不同波长的紫外光激励下,血清产生的荧光光谱线型及峰值波长基本相同,与激励光波长无关,但荧光峰强度随激励光波长变化而变化。血清的荧光光谱有两个较强的荧光发射区,其中第一个发射区处于300～410 nm,第二个发射区处于410～530 nm。当激发光波长小于310 nm,荧光主要集中在第一发射区,荧光峰位于330和370 nm处,并产生竞争现象。当激发光波长大于250 nm时,只出现330 nm处的荧光峰,其最佳激励光波长为300 nm;当激发光波长大于320 nm,第一发射区的荧光变弱,在第二发射区的荧光变强,荧光峰位于452 nm。此研究为血液的光谱特性研究提供了实验依据,对光诱导荧光光谱诊断技术中激发光波长的选择具有一定的参考价值。     

双波长LD模块的拉曼光谱测试系统

荧光干扰是拉曼光谱检测过程中常见的干扰因素之一,而移频激发法是一种有效的克服荧光干扰的检测手段。移频激发法利用两个波长相近的激光分别激发被测物质,并将获得的拉曼光谱进行差谱。由于两次激发的荧光背景相同,而拉曼特征峰会产生平移,因此可有效地消除荧光背景的干扰,进而利用一定的算法还原拉曼特征峰。移频激发法的关键在于两个激发光波长的稳定性,不稳定的波长差将严重影响对拉曼特征峰的还原效果。本文研制了一种拉曼光谱测试系统,该系统的双波长LD模块能够产生两个波长稳定的激发光(分别为784.7和785.8 nm),满足移频激发法的测试要求。影响激发光波长稳定性的因素主要是光功率和温度,本系统中对这两个因素均进行了实时的监控,以保证激发光波长的稳定。系统的硬件部分主要包括ARM主控板、双波长LD模块及其驱动电路、温度控制板、数字光开关、光谱检测光路和光纤探头(两个高功率的蝶形封装激光器);软件部分可自动获取被测物质的拉曼光谱图,并对其进行后续的处理。在稳定性测试实验中,对系统驱动电源电流和激光器温度的稳定性均进行了测试。测试结果显示,电流波动范围小于0.01 mA、温度变化范围小于0.004 ℃,能够有效地保证激发光波长的稳定性。最后,对某品牌花生油进行了拉曼光谱检测,并对检测结果进行了处理,获得了良好的效果。     

基于跃迁偶极矩取向特征研究乙醚溶液中分子的各向异性度

利用偏振荧光光谱和偏振激发光谱研究了乙醚溶液中荧光分子跃迁偶极距的取向特征.实验结果表明,在垂直线偏振光照射下,乙醚溶液发射出峰值位于305 nm的荧光谱,对应的最佳激励光波长为256 nm.由偏振激发光谱分析得到荧光体的吸收跃迁偶极矩和发射跃迁偶极矩间夹角α的变化规律,揭示了荧光去偏振过程：在粘性溶液中的荧光分子具有一定的偶极取向,α随激发光波长发生变化,当激发波长接近最佳激发光波长时,吸收跃迁偶极矩和发射跃迁偶极矩间趋于平行,荧光的退偏效果较弱,偏振度最大.研究结果能为分子空间取向特征的理论研究提供参考.     

基于菲涅耳透镜色散的双波长荧光显微深度成像

提出一种非轴向扫描的细胞显微深度成像技术,在显微系统中加入菲涅耳透镜,利用菲涅耳透镜的色散将不同激发光波长聚焦到不同的轴向位置,以实现对两个或多个焦平面同时成像.基于405nm和532nm两种激发光波长,在传统的荧光显微镜的激发路径中加入对应的两个成像探测器来探测两个不同焦平面所对应像面的成像信息,搭建得到一个能够实现探测深度约为12μm的基于菲涅耳透镜的荧光显微深度成像系统,并与基于显微物镜色差无菲涅耳透镜的荧光显微深度成像系统的成像深度和轴向分辨率进行实验对比.实验结果表明:加入菲涅耳透镜能够实现系统对不同焦面的同时成像;对于同一荧光波段,保证系统横向分辨率的同时,扩大了成像景深.该系统可以实现荧光生物细胞内部不同深度处的多波段同时探测.     

乙醚溶液荧光光谱特性及其机理研究

研究了低浓度乙醚水溶液在紫外光激励下的荧光光谱,以及其荧光特性随激发光波长和乙醚溶液浓度改变的变化规律,并对其产生机理和谱线特性进行了分析和探讨。结果显示,乙醚溶液在306 nm附近出现明显的荧光峰,其最佳激励波长为245 nm,且在292 nm处还有次峰出现。激发光波长改变时,相应的荧光峰值位置基本不变,且荧光峰的强度随激发光波长的变化呈高斯分布。荧光次峰和主峰的强度产生竞争。随浓度增加,306 nm处的荧光强度线性增强,当增至7%后,发生浓度猝灭,强度线性减弱。研究结果将为检测有毒、麻醉物质——乙醚的浓度及纯度等提供参考。     

配合物Eu(C5H8NO3)2(C3H5N2)2Cl3·3H2O光致发光性能

利用OPO激光激发光谱和三维荧光光谱研究了配合物Eu(C5H8NO3)2(C3H5N2)2Cl3·3H2O固体粉末在不同激发光源下的荧光特性,测试了不同浓度配合物水溶液的荧光光谱.固体荧光结果显示该配合物具有很好的荧光性能,当激发光波长为320-400nm时,产生波长分别为400-500nm、580-620nm及690-710nm的三个荧光区;当激发光波长为700-880nm时产生峰值为450nm升频转换荧光,激发光波长为700-800nm时产生峰值分别为590nm和615nm的升频转换荧光.溶液荧光结果表明在10-4-10-2mol/L浓度范围内荧光强度与溶液浓度呈正相关.对其可能的发光机制进行了探讨.     

不同波长激发光诱导奶牛血液荧光光谱特性

实验样品取自正常奶牛静脉血液并用枸橼酸钠抗凝。实验结果表明:激发光波长不同,激发的荧光光谱线的强度和峰值不同;实验中用220～270nm波长的光激发荧光时,在317,367nm荧光主峰强度出现竞争现象;比较多种激发光激发的荧光光谱的实验结果知:用220,230,240,290,350,480,500nm波长的激发光激发下的荧光强度较强,而用其他波长的激发光激发下的荧光强度较弱,且在317,365,367,388,348,463,467,607,638nm波长附近出现比较强的峰值;合适波长的激发光对奶牛血液会有比较强的生物学效应。     

溶剂对香豆素343染料光谱性质和最低激发态偶极矩的影响

通过对香豆素343(C343)在不同溶剂中的稳态吸收光谱、稳态荧光光谱和时间分辨荧光光谱的分析,研究了溶剂对C343的光谱性质的影响,并获得了光谱特性与溶剂极性之间的依赖关系. 吸收光谱峰值的红移随着溶剂极性的增加而发生较小的变化. 然而,荧光光谱的峰值对溶剂的极性却很敏感,并随着溶剂极性参数f(ε,n)的增加呈线性增长. 这是由于C343激发态电荷分布的变化导致了它在极性溶剂中第一激发单重态能级的变化. 用溶剂效应测量法和量子化学计算方法确定了C343最低激发态的偶极矩,这两方法所得的结果一致. C343在不同溶剂中的时间分辨荧光光谱研究表明荧光寿命随着溶剂极性的增加而增加,即从甲苯溶液的3.09 ns线性地增加到水溶液中4.45 ns;荧光寿命延长的根源可归因于C343与氢键给体溶剂之间的分子间氢键相互作用.     

人血液荧光的光谱特性及其物质来源

取健康人的静脉血,首次实验测量了人血液的三维荧光光谱,并通过分析荧光激发-发射矩阵研究了血液自体荧光的物质来源。 结果表明：人血液的荧光激发-发射对主要有260-630, 280-340, 340-460, 450-520 nm,它们所对应的内源性荧光物质分别来源于血液中的内源性卟啉,色氨酸,还原烟碱腺嘌呤二核苷酸(磷酸盐)和黄素腺嘌呤二核苷酸。 这些物质的荧光激发效率随着激发光波长的变化而表现出显著差异。     

2-(2’-羟基苯基)苯并咪唑的光谱特性

2-(2’-羟基苯基)苯并咪唑(简称HBI)是一类具有激发态质子转移效应的有机分子。观测了HBI分子在甲苯、甲苯与乙醇混合及乙醇三种溶液的吸收光谱,发现其吸收光谱相类似。用317 nm光激发,观测其荧光光谱,在甲苯溶液中只观测到一个荧光带,其峰值位于470 nm;在甲苯与乙醇的混合溶液及乙醇溶液的荧光光谱中,都观测到两个荧光带,其峰值分别位于370和450 nm。根据激发态质子转移理论可知,470 nm的荧光带是由激发态质子转移生成的互变异构体,即HBI酮式构型分子的发射,峰值位于370 nm的荧光带是HBI稀醇式构型分子的发射。由于乙醇具有较大的极性,可与HBI分子相互作用形成分子间氢键,即生成溶剂化物。当溶剂化物被激发,在激发态发生激发态质子转移生成两性离子,两性离子发射荧光回到基态。因此,在极性溶剂中HBI发射峰值位于450 nm的荧光带应归于两性离子的发射。当用532 nm强光激发HBI溶液时,发现HBI分子在非极性溶剂中无双光子效应,而在极性溶剂中却存在双光子效应,表明HBI的溶剂化物具有双光子效应。     

Y2O2S:Sm3+发光材料在不同激发波长的浓度特征

研究了在不同激发波长下三价钐离子掺杂硫氧化钇的发光强度对浓度的依赖关系。研究发现磷光体的发光强度不仅跟激活离子的浓度有关,而且跟激发时所采用的不同激发波长有关。磷光体发光强度与激活剂掺杂量的变化曲线表明,在不同激发路径下磷光体具有不同的发光性质。采用Sm^3 离子直接跃迁的413nm对样品进行激发时,发生猝灭的浓度低至约0．2mol％;当采用263nm高能紫外线激发时,浓度猝灭发生在较高浓度处(～2mol％),后者是前者的10倍。对Sm^3 离子发射强度与浓度关系曲线进行了拟合计算,结果表明Sm^3 在Y2O2S中浓度猝灭的原因主要是相邻中心的偶极-四极相互作用引起的交叉弛豫。     

Dependence of the properties of the dual luminescence of 3-hydroxyflavone on the excitation wavelength

The luminescence and luminescence excitation spectra of 3-hydroxyflavone in acetonitrile obtained at different excitation/recording wavelengths are studied. The dependences of the position of the normal luminescence band maximum and of the intensity ratio of the normal and proton-transfer bands, on the excitation wavelength are found and studied for the first time. It is found that the spectral contour of dual luminescence also depends on the excitation wavelength and the blue emission band is cut off at a sufficiently long-wavelength excitation in the region of 390 nm. In the luminescence excitation spectrum, an additional wide band is observed in the proton-transfer region at 200–260 nm. Excitation in the region of 380–440 nm allowed us to reveal a wide structureless band near 470 nm (with the maximum of its excitation near 420 nm) belonging to the anionic form of 3-hydroxyflavone. Addition of water at a concentration of ～2.2 M quenches this band almost completely.     

纳米材料二氧化锡的制备和激子态光学特性研究

报道纳米材料二氧化锡的制备和室温下激子态光学特征，应用弱量子限域下激子响应模型对结果进行了解释。     

基于色差分析的不同光源下颜色稳定性研究

产品颜色是衡量产品质量的重要指标，由于产品流通环境中光源的变化无法避免，产品颜色必然受到光源变化的影响，因此研究不同光源下颜色的稳定性具有现实意义。以D65光源为标准光源，以A光源、F2光源为试验光源，选择大量色块作为样品，用不同光源下样品色差大小来衡量不同光源下样品颜色稳定性。通过对不同兴奋纯度的样品的分析，发现样品色差与其兴奋纯度是正相关的；通过对不同主波长/补色波长的样品进行分析，发现样品色差与其主波长/补色波长密切相关。样品主波长在479 nm时，色差较大，ΔE_ab*（D65/A）、ΔE_ab*（D65/F2）分别为14.50、13.81；样品主波长在561 nm时，色差较小，ΔE_ab*（D65/A）、ΔE_ab*（D65/F2）分别为5.17、2.78。将主波长/补色波长与色相对应后，发现紫、黄、黄绿等色相的样品在不同光源下色差较小，而红、青、浅蓝等色相的样品在不同光源下色差较大。结果表明，不同光源下颜色稳定性与其兴奋纯度以及主波长/补色波长有关。在实际生产与应用中，可以通过以下2种方式提高不同光源下产品颜色的稳定性:一是选择兴奋纯度较低的颜色；二是选择特定色相如紫、黄、黄绿等色相的颜色。     

Influence of excitation light wavelength on the photoluminescence properties for ZnO films prepared by magnetron sputtering

Highly orientated polycrystalline ZnO films were deposited on sapphire, silicon and quartz substrates at room temperature by r.f. magnetron sputtering. Different photoluminescence (PL) spectra were observed when excited with different wavelength light. A UV emission peak (356 nm) and a blue peak (446 nm) were generated for the films on sapphire, silicon and quartz substrates, and only the 446 nm blue emission appeared for the films on glass substrates when the wavelength of the excitation light was 270 nm. With increasing the wavelength of the excitation light up to 300 and 320 nm, the UV emission disappeared for films on various substrates and the wavelength of the PL peaks increased up to 488 and 516 nm, respectively. When the wavelength of the excitation light increased to 398 nm, the PL spectrum becomes a wide band that is consistent with three emission peaks.     

二维随机介质中的能量分布和频谱特性

研究了二维随机介质中能量的空间分布和一些特定区域的频谱特性.结果显示介质中能量呈局域化分布,其分布与介质中颗粒的随机分布有关,还与激发光的波长有密切的关系,介质中能量聚集的区域和介质的准封闭区域有一定关系但并非一一对应.所考察的各准封闭区域的频谱均随时间变化,在同一激发光的激励下各准封闭区域的频谱均不相同,而同一区域在不同的激发光的激励下频谱也不相同.当激发波长与准封闭区域的结构参数偏差较大时,频谱中谱峰会出现此消彼涨的模式竞争现象,而且能量衰减得较快;而当激发波长与该结构参数较接近时,相应的频谱中存在一 关键词： 激光物理 有限时域差分法 局域化 频谱特性     

基于荧光多光谱融合的水质化学需氧量的检测

为了对水中的有机污染物进行绿色、快速、准确的检测,提出了一种基于荧光多光谱融合的水质化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)的检测方法。实验样本为包含近岸海水和地表水在内的实际水样53份,采用标准化学方法获取样本的化学需氧量的理化值,利用荧光分光光度计采集样本的三维荧光光谱并对光谱数据进行处理和建模。在200～300 nm(间隔5 nm)的激发波长范围内将三维光谱展开成二维的发射光谱(发射波长范围250～500 nm,间隔2 nm)。采用ACO-iPLS(蚁群-区间偏最小二乘)算法提取发射光谱特征,PSO-LSSVM(粒子群优化的最小二乘支持向量机)算法建立预测模型,分别建立了单激发波长下的荧光发射光谱数据预测模型、多激发波长下发射光谱的数据级融合(LLDF)预测模型以及多激发波长下发射光谱的特征级融合(MLDF)预测模型,通过对预测效果的对比,得出结论。实验结果表明,对于不同激发波长下荧光发射光谱数据而言,265 nm激发光作用下的发射谱数据的预测模型最优,其检验集决定系数R2_P和外部检验均方根误差RMSEP分别为0.990 1和1.198 6 mg·L-1;对于荧光多光谱数据级融合模型(简写为：LLDF-PSO-LSSVM)而言,在235,265和290 nm激发光作用下的发射光谱的LLDF模型效果最优,其检验集的R2_ｐ和RMSEP分别为0.992 2和1.055 1 mg·L-1;对于荧光多光谱特征级融合模型(MLDF-PSO-LSSVM)而言,在265,290和305 nm激发光作用下的荧光发射光谱的MLDF模型效果最优,其R2_p=0.998 2,RMSEP=0.534 2 mg·L-1。综合比较各类建模结果可知,MLDF-PSO-LSSVM的模型效果最优,说明基于荧光发射光谱数据,采用多光谱特征级融合模型检测水质COD时,检测的精度更高,预测效果更好。     

Interaction of argon clusters with intense VUV-laser radiation: the role of electronic structure in the energy-deposition process

The response of Ar clusters to intense vacuum-ultraviolet pulses is investigated with photoion spec-troscopy. By varying the laser wavelength, the initial excitation was either tuned to absorption bands of surface or bulk atoms of clusters. Multiple ionization is observed, which leads to Coulomb explosion. The efficiency of resonant 2-photon ionization for initial bulk and surface excitation is compared with that of the nonresonant process at different laser intensities. The specific electronic structure of clusters plays almost no role in the explosion dynamics at a peak intensity larger than 1.8 x 10(12) W/cm(2). The inner ionization of atoms for resonant and nonresonant excitation is then saturated and the energy deposition is mainly controlled by the plasma heating rate. Molecular dynamics simulations indicate that standard collisional heating cannot fully account for the strong energy absorption.     

Dependence of lasing threshold power on excitation wavelength in dye-doped cholesteric liquid crystals

Relationship between threshold power and excitation wavelength has been investigated in distributed feedback (DFB) lasers using dye-doped cholesteric liquid crystals (CLCs). We found that the threshold shows strong dependence on the excitation wavelength. The excitation wavelength was varied over the whole absorption band of a commercial DCM dye, resulting in almost one-order of magnitude lower threshold power by the excitation at the higher energy tail than at the lower energy tail of the absorption band. We confirmed the existence of an optimum wavelength giving the lowest threshold power due to the competition between this effect and decreasing absorption at the higer-energy tail of the absorption band using a different dye, pyromethene 580.