NO分子b~4Σ~-—a~4Π_i(4,0)带的吸收光谱

通过对NO与He流动混合气体放电,产生了激发态的NO(a⁴Ⅱ_ii)分子.利用光外差-浓度调制吸收光谱技术测量了NO分子在12530-12850 cm^-1波段内的吸收光谱,并标识出b⁴∑^--a⁴Ⅱ_i（4,0）带在该波段内的324条跃迁谱线.采用标准⁴∑^-—⁴Ⅱ_i哈密顿量模型,通过非线性最小二乘法拟合其中267条谱线,拟合残差(0.0071 cm^-1)接近实验系统测量误差(0.007 cm^-1).获得的主要分子常数与文献提供的常数符合,并且拟合得到了精细结构分子常数.     

氧分子离子第一负带系(b4∑g--a4∏u)(2,6)带的光谱测量与分析

采用光外差-速度调制分子离子吸收光谱技术,在近红外波段13170~13500 cm-1范围内,对氧分子离子第一负带(b4∑g--a4∏u)(2,6)带进行测量和分析,有关第一负带(2,6)带光谱测量尚未见文献报道.本文简述了光外差-速度调制光谱技术的特点,同时给出了对复杂四重态跃迁谱带的分析,运用非线性最小二乘拟合获得了该跃迁上下态精确的分子常数.     

NO分子b4Σ--a4Πi(4,0)带的吸收光谱

通过对NO与He流动混合气体放电, 产生了激发态的NO(a⁴Π_ii) 分子. 利用光外差-浓度调制吸收光谱技术测量了NO分子在12530-12850 cm^-1波段内的吸收光谱, 并标识出b⁴Σ^--a⁴Π_i(4,0)带在该波段内的324条光谱跃迁谱线. 采用标准⁴Σ^--⁴Π_i哈密顿量模型, 通过非线性最小二乘法拟合其中267条谱线, 拟合残差(0.0071 cm^-1) 接近实验系统测量误差(0.007 cm^-1). 获得的主要分子常数与文献提供的常数符合, 并且拟合得到了精细结构分子常数.     

氧分子离子第一负带系（b^4∑g^——α^4Пu）（2，6）带的光谱测量与分析

采用光外差-速度调制分子离子吸收光谱技术，在近红外波段13170-13500cm^-1范围内，对氧分子离子第一负带（b^4∑g^--α^4Пu）（2，6）带进行测量和分析，有关第一负带（2,6）带光谱测量尚未见文献报道．本文简述了光外差-速度调制光谱技术的特点，同时给出了对复杂四重态跃迁谱带的分析，运用非线性最小二乘拟合获得了该跃迁上下态精确的分子常数。     

CS2+( 2Πg )的(1+1)光解离动力学研究

在气束条件下,利用483．2nm的激光（3＋1）共振增强多光子电离（REMPI）CS2分子以产生CS2＋离子源,用另一束可调谐激光在424－482nm内,通过对CS2^+(x^2∏g)(1+1)双光子共振解离产生的碎片离子发谱的探测,来获取CS2^+的光解离动力学信息,光解离碎片S^+的激光发谱（PHOFEX）可归属为CS2^+（A^2∏u,3/2(v′=0-4,v′＝v1_(1/2)v2-)←X^2′∏g,3/2(0,0,0))和（A^2∏u,1/2(v=0-4)←X^2∏g,1/2(0,0,0))跃迁,对CS2^+光解离动力学的研究表明,其产生S^+的通道为：（i)CS2吸收一个光子从基态X^2∏g共振激发至A^-2∏u态,（ii)已布居的A^-2∏u态的振动能级和X^2-∏g态的高振动能级产生耦合,（iii)吸收第二个光子从上述耦合的振动能级进一步激发至B^2∑u^+态,再通过B^-2∑u^+态与^4∑^-态间的自旋－轨道相互作用,经由4∑^-排斥态解离产生S^+_CS。     

基于非线性最小二乘法的多光谱拟合程序：应用于12CH4谱线参数分析

精确的甲烷分子实验光谱参数在大气科学和天文探测等领域有着广泛的应用,特别是谱线的展宽系数及其温度依赖系数对于甲烷分子浓度廓线的研究尤为重要。精密的实验测量是获得准确谱线参数的重要手段。采用实验测量获取谱线参数时,需要在已知实验条件（浓度,温度,总压力,吸收光程以及气体分子种类的混合比等）的情况下,多次扫描同一波段范围得到多组实验室吸收光谱,然后利用基于非线性最小二乘法的拟合程序处理这些光谱,反演获得所需要的光谱参数。然而,一般常用的单光谱拟合程序处理实验光谱既费时又容易引起拟合过程中的误差传递。针对此问题,采用最小二乘拟合技术和Levenberg-Marquardt迭代算法编写了一款适用于处理由可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）所获得的吸收光谱的多光谱拟合程序。该程序可同时处理多张实验光谱,并基于全局拟合方法获得一套光谱参数。详细介绍了该程序的原理、使用方法及数据处理过程。利用多光谱拟合程序中的Voigt线型处理了2 958～2 959 cm-1波数内甲烷（12CH₄）分子6条跃迁谱线的实验光谱,获得了296.0,251.0,223.0,198.0和173.0 K共5组温度下12CH₄分子6条谱线的空气展宽系数。与之前文献报道的该波段内采用单光谱拟合程序得到的相应数据对比结果表明：获得的各温度下的空气展宽系数与参考文献中相应数据差值的百分比处在-4.97%~1.58%之间,两者数据整体符合较好,并且在30组对比数据中,有4组由单光谱拟合程序得到的空气展宽系数的误差值小于由多光谱拟合程序得到的相应数值,有2组数据显示由两种方法获得的误差值相等,其余24组由多光谱拟合程序获得的数据拟合误差小于由单光谱拟合程序获得的相应数值,表明多光谱拟合程序具有良好的可靠性,适用于气体分子吸收光谱的处理。     

1.65μm附近CH_4分子高分辨率吸收光谱研究

采用连续可调谐二极管半导体激光器为探测光源,以可调怀特型长光程多通池(46.36～1158.90m)作为吸收池,采用直接吸收的方法,探测了室温下1.65μm附近CH4分子的高分辨率吸收光谱。在6043.00～6053.72cm-1范围内探测了5组不同压力和光程下的吸收光谱,观测到了259条线新的CH4分子吸收谱线,实验数据用Gaussian线型进行拟合,得到了这些吸收谱线的线强、线位置以及线强的标准偏差值,并对光谱中难以分辨的吸收谱线进行了分析。探测得到的最小谱线线强是4.3×10-27cm-1·(molcule·cm-2)-1,吸收谱线线强大于3.0×10-24cm-1·(mol·cm-2)-1由于吸收饱和而未被处理,同时所测得的光谱也显示出CH4分子在1.65μm附近有非常丰富的弱吸收谱线和复杂的结构。文中所报道的吸收谱线都是HITRAN2004数据库中所未报道的,而且也未见有其他文献报道过。     

NO(X~2∏_(1/2,3/2))v=1←0塞曼跃迁谱及其特性研究

根据塞曼效应理论和激光磁共振光谱技术（LMR）的基本原理，讨论了双原子分子2∏态的塞曼效应特性并导出了解释分子塞曼跃迁的简明代数拟合方程，用这些方程对14N16O（X2∏1/2.3/2）及15N16O（X2∏3/2）（U＝1←0）的LMR谱线进行数据拟合，得到塞曼跃迁上、下子能级的gJ因子值和二级塞曼效应因子k2.将按Hund耦合情形（a）及过渡情形（ab）的理论和拟合方程计算出的磁场位置分别与实验结果相比较，结果表明对NO分子而言，过渡情形（ab）能较真实反映它的耦合情况，且在较高强度磁场下，必须计及二级塞曼修正验证了采用上述代数拟合方程实现新分子LMR谱线标识和指认的可靠性，并提供了系统的处理方法．     

磷烷1 950～2 480和3 280～3 580 cm-1波段FTIR吸收光谱强度研究

磷烷分子的基频和低泛频吸收谱线强度在对该分子定量检测应用以及天文观测中是基本的参考数据。文章探讨了高分辨傅里叶变换光谱方法研究气体样品吸收线型的基本原理,并通过实验测量以及程序拟合谱线线型,得到了磷烷分子在1950~2480cm-1波段的5个吸收带以及3280~3580cm-1波段的4个吸收带中的1760条谱线线强度,经分析其结果误差在±6%左右。     

CS自由基的d3△-a3П(8, 1)带吸收光谱

采用光外差-浓度调制吸收光谱技术测量了12350～12950 cm^-1波段的氦气和二硫化碳混合气体放电生成硫化碳自由基分子的多普勒受限光谱. 通过光谱分析,发现了d³△-a³П(8, 1)带的326条谱线,其中有83条谱线为首次观测. 利用有效哈密顿量矩阵元,使用非线性最小二乘拟合方法对所有指认的谱线进行拟合,获得了d³△(v=8)和a³П(v=1)态的高精度分子常数.     

NO通过C~2Π←X~2Π跃迁的共振多光子离化谱

以皮秒Nd∶YAG激光器抽运光学参变发生 /放大器做激发源 ,得到了NO分子在 4 90～ 5 80nm波长范围内通过C2 Π态共振增强的多光子离化谱 ,离化谱由有规则的谱线序列组成。将理论计算的峰值位置与实验结果进行比较 ,确定了离化通道为 :NO(X2 Π) 3hνNO(C2 Π) 2hν(orhν) NO+ +e ,离化信号强度随激光强度的近五次方变化关系进一步验证了此结论。分析讨论了谱线强度的分布不符合夫兰克康登原理的可能原因。根据谱线峰值位置 ,利用最小二乘法拟合获得NO分子C2 Π态振动常数′ωe=(2 35 4 .9± 6 .4 )cm-1,′ωe ′χe=(14 .7± 2 .5 )cm-1及平衡位置的力常数k=(2 .4 4± 0 .0 8)× 10 3 N·m-1。结果可为用激光离化光谱技术探测大气污染物NO分子提供参考。     

CO三重带系d^3Δ-α^3∏（4，0）和（5，0）带激光光谱研究

光外差磁旋转浓度调制激光光谱技术属于一种高灵敏度的吸收光谱测量方法，可以用于瞬态分子和激发态分子光谱的检测。采用这种技术分别在16400～16650cm^-1和17450～17750cm^-1波段内直接观测到CO三重带系d^3△←α^3∏(4，0)(5，0)振转吸收光谱。这种跃迁的上态d^3△1(v=4)，d^3△2(v=4)，d^3△1(v=5)分别与A^1∏(v=0)，D^1△(v=0)和A^1∏（v=1)态存在微扰相互作用。通过对所测量到的CO三重带系(4，0)(5，0)振转谱带作了包含微扰相互作用在内的分析，获得了上态d^3△(v=4，5)的精确的分子转动光谱常数。     

CN红带A 2Пi-X 2Σ+(6, 1)和(7, 2)带振转光谱研究

通过微量CH3CN(36 Pa)与He(660 Pa)混合气体交流Penning辉光放电获得CN自由基分子, 采用光外差-磁旋转-浓度调制光谱技术, 在可见光波段16 850～17 480 cm-1进行了转动分辨光谱测量, 分别标识了CN分子红带A 2Пi-X 2Σ+(6, 1)和(7, 2)138条和118条的转动光谱(其余光谱为C2自由基及CN红带(8, 3)带光谱). 理论拟合分子常数时考虑电子态间的微扰作用, 采用有效哈密顿量矩阵对角化获得了A 2Пi(ν=6, 7)态更精确的分子常数及电子态A 2Пi(ν=7)与 X 2Σ+ (ν=11)之间的微扰常数ξ, η, 总体拟合方差均小于实验误差0.007 cm-1, 表明拟合结果是非常精确的.     

NO通过C2H←X2H跃迁的共振多光子离化谱

以皮秒Nd:YAG激光器抽运光学参变发生/放大器做激发源,得到了NO分子在490～580 nm波长范围内通过C2Ⅱ态共振增强的多光子离化谱,离化谱由有规则的谱线序列组成.将理论计算的峰值位置与实验结果进行比较,确定了离化通道为:NO(X2Ⅱ)3hv→NO(C2Ⅱ)-2hv(or hv)→NO++e,离化信号强度随激光强度的近五次方变化关系进一步验证了此结论.分析讨论了谱线强度的分布不符合夫兰克-康登原理的可能原因.根据谱线峰值位置,利用最小二乘法拟合获得NO分子C2Ⅱ态振动常数ω′e=(2354.9±6.4)cm-1ω′eX′e=(14.7±2.5)cm-1及平衡位置的力常数k=(2.44±0.08)×103N@m-1.结果可为用激光离化光谱技术探测大气污染物NO分子提供参考.     

氮分子A3Σu+、B3Пg、C3Пu电子态的高温高振转光谱研究

采用态平均（CASSCF）/高度相关多参考组（MRCI）方法，对N2分子A3Σu+、B3Пg、C3Пu电子态的势能、跃迁偶极矩进行了高度相关的精确计算．计算的势能在平衡位置附近与RKR拟合的势能曲线非常一致，获得的跃迁偶极矩与已有实验值符合很好。首次对A3Σu+、B3Пg、C3Пu电子态的振转光谱常数随振动量子数v的变化进行系统定量计算，其结果与已有的实验观测数据相符．同时，获得了N2分子第一正带系的0-1、0-2、1-0、1-2、1-3、2-0、2-1、2-3、3-0、3-1和3-2光谱带分别在300，3000，6000，10000K时的谱线强度，如1-0带在3000，6000，10000K时的高温谱线带强度分别为1.58543×10-16 cm-1/(分子 cm-2)、6.07889×10-17 cm-1/(分子 cm-2)和2.3781×10-17 cm-1/(分子 cm-2)．这些结果对N2分子进一步的理论研究、实际应用和高温大气的建模与研究具都有一定的参考价值．     

S2（B^3∑u^-→X^3∑g^-（v＇≥18,0））弥散谱带的自旋-轨道从头计算

采用从头计算方法从理论上解释了实验中双原子分子S2（B^3∑u^-→X^3∑g^-吸收谱中谱带（18,0）开始出现的弥散现象.计算了包含自旋-轨道耦合（SOC）的B^3∑u^-和排斥的1^5∏u,2^3∑u^＋态的电子势能曲线.对于（18,0）谱带开始弥散,给出了与其他文献不同的物理解释.计算结果表明B^3∑u^-与1^5∏u,2^3∑u^＋态的SOC作用导致预解离对谱带的弥散起着决定作用,并与实验结果作了比较,符合很好.     

超声射流冷却S2自由基激光诱导荧光激发谱

在超声射流条件下.采用SF6/Ar(～10%)混合气束脉冲直流放电方法产生S2自由基,观测了32S2自由基在30000～35500 cm-1波段的激光诱导荧光激发谱.通过对所观测到的40多个振动谱带的归属,确定其中28个谱带为s2自由基B3∑μ一X3∑-g跃迁的(v'=1-9,0),(v'=1-8,1),(v'=1-7,2)和(v'=2-5,3)四个谱带序列.通过对所获谱带的转动分析,得到更为丰富的S2自由基B3∑-μ-X3∑-g跃迁谱带的转动光谱常数和更为精确的B3∑-μ电子态的平衡分子常数:Te,щe,щXe,Be,ae和Re.另外,还测得所有观测到的谱带的寿命,进一步丰富了S2自由基学∑-μ-X2∑-g跃迁谱带的光谱信息.     

1.31μm附近CO2的高灵敏度吸收光谱

采用可连续调谐半导体二极管激光器作为探测光源,将长程多通池吸收光谱、波长调制和谐波探测技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高分辨率的测量气态分子光谱及进行微量分析的研究装置.可以测量6.67×102Pa下～10-27 cm-1·(molecule·cm-2)-1的强度,最小可探测吸收达到～10-8.并利用该装置测量了CO2气体在1.31 μm附近的近红外吸收光谱,并用最小二乘法拟合实验数据获得了这一波段谱线的参数.同时测量的谱线参数与HITRAN数据库相比,发现15条数据库上没有报道的弱谱线.     

室温下1.3μm附近CO2的高灵敏度半导体激光吸收光谱

用DFB（分布反馈）半导体激光器结合波长调制吸收光谱技术观测了CO2在1.31μm附近的泛频吸收光谱，并获得的相应的光谱参数（如：谱线位置，谱线强度以及自加宽系数），同时发现了15条弱的新谱线。在665 Pa压力下，本实验可探测的最弱谱线是2.25163′10-27 cm-1/(molecule×cm-2)，相应的吸收是3.88′10-8。     

NO分子里德伯态O~(''''2)Ⅱ~-的双子光激发谱

通过对NO分子的里德伯态O′~2∏~-(v=0)双光子激发谱的转动分析,计算出了该能级的光谱常数;并研究了它与非里德伯态B~2∏之间的相互作用现象。