原子吸收自吸背景校正中杂散光的研究Ⅰ——杂散光的性质及其对背景校正性能的影响

在自吸背景校正中不被样品基体吸收的杂散光有不同于氘灯和塞曼背景校正的特殊性。用截止溶液法检验了杂散光的存在,并用重铬酸钾溶液分子吸收模拟背景吸收的方法研究了杂散光的影响。源于空心阴极灯光源的杂散光在样品束(常规脉冲低电流)和参比束(窄脉冲高电流)中的比率有很大的差异,前者比后者更高。这种差异是自吸背景校正误差的重要来源,在高背景校正时引起的误差不容忽视。文章还对杂散光比率与灯电流、光能量和光谱带宽等方面的关系进行了研究。结果表明,杂散光比率与灯电流大小有很大关系,灯电流大,杂散光比率小,但杂散光比率随灯电流的变化与被检测的分析线能量无直接关系;杂散光比率随着光谱带宽的减小而降低,其性质类同于连续光谱。     

基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法研究

精确的背景校正决定着冷原子吸收法检测痕量汞的检测下限,研究了基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法.汞灯光源253.65 nm共振谱线在磁场中垂直于磁场方向产生σ-,σ+和π三个线偏振光.利用超高分辨率光谱仪获取不同磁场强度下汞样品池对σ-,σ+和π线偏振光的吸光度,分析横向塞曼效应背景校正方法所需的最小磁场强度;在1.78 T强磁场强度下,分析了窄带吸收气体苯、宽带吸收气体丙酮对横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法可能存在的干扰;利用σ-,σ+作为背景光,π线偏振光作为吸收光,对不同长度的饱和汞蒸气样品池测量,精确背景校正后,吸光度拟合曲线R值达到0.99.实验结果表明基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法可以实现精确背景校正,能够应用于大气环境痕量汞检测.     

用恒定光电导分析非晶硅薄膜的次带吸收

表1列出测量薄膜样品吸收系数的几种方法.对于1μm左右的非晶硅,当吸收系数 a<10-2cm-1时,透射法因受到测量精度的限制不再适用.由于非晶硅是良好的光电导体,用光电导分析法延长其低吸收区.是一种简便方法. 一、用恒定光电导法测低 吸收区吸收系数的原理 当光电导体吸收了一定能量的光子后,产生非平衡的电子-空穴对,这种光生载流子提供给回路的电流就是光电流.所以,当吸收的光子数与光电流成正比时,就可以通过光电导测量得到材料的吸收系数.具有欧姆接触的光电导率可写为其中分别为光生电子,空穴浓度,μn和μp分别为电子和空穴的扩展态迁移…     

利用光子相关性降低量子噪声

本文分析了双光路强度差测量的量子理论,指出可以利用两光束之间的光子相关性来降低强度差测量的量子噪声〈Δ?_d²〉,对于具有强相关性的违反Cauchy-Schwarz不等式的光场(简称ACS非经典光场)〈Δ?_d²〉可低于经典噪声极限,这种情况可发生在简并四波混频(DFWM)的共轭波和透射波之间。 关键词：     

单分子光子源信号背景比的研究

通过在不同信号背景比下的最佳信号噪声比分析,讨论单分子光子源背景信号分别为时间均匀分布和指数特性分布时同步取样时间的选取.在Hanbury-Brown-Twiss探测方式下,测量光子源的单事件光子统计概率P(n,n=0、1、2).研究给出在P(1)2P(2)-3P(2)时,直接测量单分子光子源的信号背景比的方法SBR=[P(1)]2/2P(2).当信号背景比SBR>2.41时研究给出判别单分子的方法P(2)<(2-4-2n-)2/2,n为每个激发周期内探测到的平均光子数.     

氯与甲烷和重氢甲烷反应的矢量相关研究

在扩展的London-Eyring-Polanyi-Sato(LEPS)势能面基础上,利用准经典轨线法在碰撞能Ecol=3.67 kcal/mol下研究了Cl+CH4→HCl+CH3和Cl+CD4→DCl+CD3反应,在质心系计算得到四个广义极化微分反应截面((PDDCS)(2π/σ)(dσ00/dωt)、(2π/σ)(dσ20/dωt)、(2π/σ)(dσ22+/dωt)、(2π/σ)(dσ21-/dωt)和k-k′-j′三矢量相关的极角分布p(фr)、k-j′两矢量相关的p(θr)分布以及用θr和фr表示的产物转动角动量的空间分布.计算结果与有关实验及理论结果符合得很好,讨论了氯与甲烷和重氢甲烷反应的立体动力学同位素效应.     

氯与甲烷和重氢甲烷反应的矢量相关研究

在扩展的London?Eyring?Polanyi?Sato(LEPS)势能面基础上,利用准经典轨线法在碰撞能Ecol=3.67 kcal/mol下研究了Cl CH4→HCl CH3和Cl CD4→DCl CD3反应,在质心系计算得到四个广义极化微分反应截面((PDDCS)(2π/σ)(dσ00/dωt)、(2π/σ)(dσ20/dωt)、(2π/σ)(dσ22 /dtω)、(2π/σ)(dσ21-/dωt)和k-k′-j′三矢量相关的极角分布p(r)、k-j′两矢量相关的p(rθ)分布以及用θr和r表示的产物转动角动量的空间分布.计算结果与有关实验及理论结果符合得很好,讨论了氯与甲烷和重氢甲烷反应的立体动力学同位素效应.     

二维Kagome格子光子晶体禁带的数值模拟

采用平面波展开法模拟计算了由空气背景中的介质柱构成的二维Kagome格子光子晶体的能带结构，得到了使完全光子禁带最大化的结构参量.计算结果表明:由圆形、正六边形和正四边形三种不同形状锗介质柱构成的Kagome格子光子晶体都出现了完全光子禁带，最大禁带分别为Δ=0.014(ωa/2πc)、Δ=0.013(ωa/2πc)、Δ=0.011(ωa/2πc)发现由圆形和正六边形两种介质柱构成的Kagome格子光子晶体在填充比连续变化的较大的范围内都有宽度较为稳定的完全禁带，且它们具有非常相似的能带结构.     

中心波长为13．9nm的正入射Mo／Si多层膜

用由铜靶激光等离子体光源等组成的反射率计对自行设计的周期厚度为7.14nm的120层Mo/Si多层膜进行极紫外(EUV)波段反射率测量。由于多层膜层数增加所引起的吸收、膜层界面之间的扩散以及镀膜过程中的膜厚控制误差或表面被氧化(污染)等原因,正入射Mo/Si多层膜在13.9nm处的反射率低于理论计算值73.2%,最后用原子力显微镜(AFM)测量其表面粗糙度为σ=0.401nm。     

定量单轴压力下单晶硅片原位拉曼谱峰测试

测量获得了金刚石压腔系统中碳化钨基座单轴下的总压应力(F/N)-应变(ε/μm/m)关系: F=3.395ε+12.212(R2=0.999 9),研制出可以在定量单轴压力下原位测试样品谱学特征的装置。利用该装置测试了单轴压力在2548.664 MPa下单晶硅片的拉曼谱峰。测试结果表明,当压力垂直于单晶硅样品[100]结晶面时,样品的519.12 cm-1谱峰随压力增大有规律的向高频方向偏移,谱峰频移量(Δω/cm-1)与压力(σ/MPa)的增加呈显著的线性关系,线性方程为σ=365.80Δω+10.19。式中的常数项在一定程度上反应了样品本身存在的残余应力;一次项系数与理论计算得到的结果存在一定差异,可能是由于本实验考虑了样品受力的定向性。Δω-σ线性关系式中的常数项可能代表两层含义：一是实验过程中存在的误差;二是在一定程度上反应了硅片本身存在的内应力的大小。     

光纤式时间微分速度干涉仪在测速中的应用

本文报道一种测量固体表面速度变化的干涉仪。从光源发出的光经X型光纤分路器的A端输入,一分为二:一路由B端输出,经长光纤后通过偏振分光镜及1/4波片射向被测点;另一路由C端输出,经短光纤后,由偏振分光镜反射,沿上述相同的方向经1/4波片射至同一测点。长短光纤间固定光程差为Δ,略去测点的运动,两束光到达测点的时间差τ=Δ/C。它们先后从测点带回的多普勒频移信息分别与V(t)及V(t+τ)对     

单层与双层石墨烯的光学吸收性质研究

采用紧束缚模型分别描述单层、双层石墨烯的能带结构, 利用光子-电子相互作用的二阶微扰理论分别计算单光子和双光子吸收系数.计算结果表明: 单层石墨烯单光子吸收系数为常数, 约为6.8×10⁷ m^-1, 即单层石墨烯对入射光的吸收率约为2.3%; 双层石墨烯的单光子吸收比单层石墨烯的单光子吸收强, 且随入射光波长呈分段性变化.单层石墨烯的双光子吸收系数与波长λ⁴成正比; 双层石墨烯双光子吸收系数在红外波段(～ 3100 nm处)有一个很强的共振吸收峰. 研究结果可为石墨烯材料在光电子器件的研究和制作方面提供指导. 关键词： 石墨烯 光学吸收 紧束缚模型     

基于SiPM和TCMPC的时间分辨拉曼散射测量技术研究

报道了一种基于硅光电信增管(SiPM)的时间相关多光子计数(TCMPC)技术并将其应用于时间分辨拉曼散射测量。相比于常规基于光电倍增管(PMT)或单光子雪崩二极管(SPAD)的时间相关单光子(TCSPC)技术,由于SiPM可以分辨信号脉冲的具体光子数,基于SiPM的TCMPC技术消除了信号脉冲包含的光子数必须小于等于1的限制,光子计数效率提高了10倍以上,大大节省了测量时间。此外,多光子测量比单光子测量能够得到更好的时间分辨率,时间分辨拉曼散射系统的仪器响应函数(IRF)从单光子81.4 ps缩短至双光子59.7 ps,因而可以用更窄的时间门限抑制荧光本底等噪声对拉曼散射测量的影响。使用TCMPC技术测量CCl₄在0.5和1.5 p.e.两个不同光子数阈值的拉曼峰的峰本比,后者较高的光子数阈值能进一步降低SiPM暗计数噪声的影响,增加了拉曼信号测量的信噪比,测量得到的CCl₄ 459 cm-1拉曼峰的峰本比是前者的6.4倍。将所述新的拉曼散射测量技术与基于PMT和锁相放大器(LIA)的传统拉曼散射测量技术进行了比较研究,前者由于可以使用仅有数十皮秒的测量门限,可以有效抑制荧光、环境杂散光和SiPM暗计数等噪声的影响,所得光谱具有更好的峰本比,测得CCl₄的459 cm-1拉曼峰和Si的一阶拉曼峰的峰本比分别是后者的3.9倍和5.5倍。     

CO(A~1∏←X~1∑~+和e~3∑~-←X~1∑~+)双光子共振电离光谱的归属和双光子吸收截面的测量

我们得到了CO经过共振态A~1∏态和e~3∑~-态的转动分辨的紫外双光子共振四光子电离光谱,并测量了它们的双光子吸收截面,σ_(Xe)~(2)、σ_(A1)~(2)=1.4×10~(99)cm~8sec~(-1),σ_(A1)~(2)=2.6×10-~(50)cm~4see_(-1).用双色共振增强的方法明确地归属了受到扰动的CO A←X双光子吸收(0.0)带.     

近场影响消除法测量声吸收系数

本文采用数值模拟方法理论研究了活塞式辐射器的辐射近场和采用“大”尺寸接收器接收对声场的平滑作用以及近场(及其过渡区域)对测量声吸收系数的影响.计算表明,在近场及其附近,用通常的方法测量声吸收系数将产生很大的误差.通过分析误差产生的原因,本文提出了近场影响消除法测量声吸收系数,并对a/λ=3、9,b=0、0.5a、a(a,b分别是辐射器和接收器半径)几种情况进行了数值模拟计算,结果表明,采用这种方法不仅能在近场区域进行测量,而且具有较高的测量精度.     

硅的间接跃迁双光子吸收系数谱

利用皮秒Nd:YAG脉冲激光器作为激发光源,测量出光子能量介于1.36 μm (0.912 eV)—1.80 μm (0.689 eV)之间的硅间接跃迁双光子吸收系数谱.尽管此波段范围内的激光光子能量小于硅间接带隙,但当激光辐照在硅基光电二极管受光面时,在二极管两电极端仍然探测到了显著的脉冲光伏信号.光伏信号峰值强度与入射光强呈二次幂函数关系,表明其是双光子吸收过程.采用pn结等效结电容充放电模型,将光伏响应信号峰值与入射光强相关联,从中提取出硅的间接跃迁双光子吸收系数,改变入射波长得到系数谱.研究表明:     

光学总论 量子光学

O431.2 2006042803计算机虚拟取样测量单光子=Computer-based virtualsampling for single photon detection[刊,中]/白妙青(山西大学计算中心.山西,太原(030006)) ,肖连团∥光电工程.—2006 ,33(4) .—132-135通过最佳信号噪声比分析,讨论了单分子辐射单光子在具有时间均匀分布背景信号时对同步取样时间的选取。利用理论分析单分子光子源最佳信噪比与取样门的对应关系,应用计算机虚拟取样测量单分子光辐射信号,有效地抑制了背景信号的影响,分析了光场的光子统计分布特性。图5参5(严寒)O431.2 2006042804电子-声子相互作用对柱形量子线中…     

Ca+CH_3I→CaI+CH_3反应的矢量相关研究(英文)

本文采用准经典轨线方法,在LEPS势基础上计算了Ca+CH3I→CaI+CH3在不同碰撞能下的矢量相关计算了质心系中四个广义极化微分反应截面(2π/σ)(dσ00/dωt),(2π/σ)(dσ20/dωt),(2π/σ)(dσ22+/dωt),(2π/σ)(dσ21-/dωt),k-j′两矢量相关的P(θr)分布、k-k′-j′三矢量相关的极角分布P(φr)以及用θr和φr表示的产物转动角动量的空间分布P(θr,φr).     

光学反馈腔增强吸收光谱技术中干涉抑制方法

提出了一种降低光学反馈腔增强吸收光谱(optical feedback-cavity enhanced absorption spectroscopy,OF-CEAS)系统中干涉噪声影响的干涉抑制方法.使用Ariy函数分析了透射腔模信号中存在的干涉噪声,研究发现该系统中的干涉信号源自于光束在前腔镜内的多次反射,并通过更换3种厚度不同的平面反射镜进行验证.提出利用Ariy函数拟合得到的干涉信号作为无吸收情况下的背景信号,与测量气体的吸收信号相减直接获得无背景吸收光谱信号.该方法有效避免了OF-CEAS系统中,由于环境因素导致腔体稳定性改变等原因造成的测量误差.最后,基于该方法测量了1.53μm附近的乙炔气体吸收特性,评估系统的探测灵敏度为7.143×10^–8 (1σ),实验表明该方法在提高OF-CEAS系统的探测灵敏度方面有着很大的应用前景.     

有机染料HEASPS在不同波长时的激发态吸收和双光子吸收性质研究

提出了有机染料反式 4 [4′ (N 羟乙基 N 乙基胺基 )苯乙烯基 ] N 甲基吡啶对甲苯磺酸盐 (简称HEASPS)非线性吸收的三态模型。认为在较短波长 (<1 0 0 0nm)时 ,双光子吸收和激发态吸收同时存在。成功地解释了该染料双光子吸收峰相对线性吸收峰的两倍的明显蓝移 ,以及最高上转换效率波长相对最强吸收波长的明显红移。提出了一种新的计算方法 ,利用不同波长的非线性透过率和不同波长的上转换效率 ,求出了该染料的双光子吸收截面和激发态吸收系数。