分光技术在自由电子激光结合里德堡态氢原子飞行时间谱装置中的应用（英文）

木文描述了一种应用于自由电子激光结合高里德堡态氢原子飞行时间谱装置中的分光方法,以及该方法应用于小分子(如H_2S)光解动力学研究中的必要性.拉曼-α辐射(121.6 nm),用作H原子产物探测的激光,是在Kr/Ar气介质中利用四波混频产生的.利用透镜对不同波长的光有不同的折射率,四波混频后的混合光在经过一片离轴的氟化锂透镜后,121.6 nm的激光将会与212.6和84.5 nm在空间上分开.在激光到达反应中心前利用挡板挡住212.6和845 nm的激光,只让121.6 nm的光经过反应中心,从而消除212.6 nm激光产生的背景信号对实验的干扰.结合自由电子激光,成功地研究了H_2S在122.95 nm波长下的光解动力学,采集到了产物时间飞行谱.本文展示了转换得到的产物总平动能谱,解离机理与121.6 nm波长下的结果相似.实验结果显示,该方法成功地解决了分子在VUV波段进行光解动力学研究的难题,消除了这些分子在紫外光波段因为强烈吸收而产生的背景信号.     

225∽260 nm波段溴化氰光解动力学系统性研究

本文报道了在自行搭建的时间切片离子速度成像装置上进行的225∽260 nm波段内溴化氰光解动力学的研究. 在该波段内选取了若干溴原子(²P_3/2或²P_1/2)的共振线对产物溴原子的共振电离并采集其切片影像,得到了光解产物的总平动能谱,进而获得了产物氰基的振转态布居等信息. 本文发现了在Br^*通道,产物氰基的内能激发比Br通道低;Br和Br^*通道产物氰基振动的最高布居分别为v=0和1. 另外,还发现对于Br通道,溴化氰分子在长波处与短波处解离时,氰基产物的振转激发差异很大,这揭示了其显著不同的光解动力学.     

微量乐果农药残留比色光谱快速检测方法

为快速、安全地检测常用有机磷农药乐果的残留,根据乐果含有硫基,和氯化钯反应生成黄色络合物硫化钯的原理,使用乙酸代替常用的浓盐酸溶解氯化钯,配置成氯化钯乙酸溶液作为比色剂,与不同浓度的乐果乳油分别发生显色反应。采集显色反应后溶液的吸光度谱图表明:用乙酸代替浓盐酸作为氯化钯溶剂效果更理想,在300~900nm波段的吸收光谱可以区分0.5mg·kg-1的农药浓度,满足国标GB2763—2012规定的部分水果及蔬菜中农残的检测要求。随机配置40个0.5~88mg·kg-1样本浓度,对比SG等预处理效果,分别用PCA和PLS方法建立预测模型,30个作为建模集,10个作为验证集。在350~900nm波段建立的模型相关系数r较低。根据吸光度谱图计算出乐果的相关系数在458nm处达到最大值0.957 2,由此分别选取特征区间453~463和400~600nm。经过比较得出以下结论:经过SG等预处理后,在400~600nm波段,使用PLS方法建立的模型在主成分为4时最优,其训练集r=0.994 1,RMSEP=2.770,验证集r=0.9933,RMSEP=2.214。该方法操作安全,显色反应时间为2min,为进一步研究快速、安全的有机磷农药实用检测仪器提供了理论与技术支撑。     

分光技术在自由电子激光结合里德堡态氢原子飞行时间谱装置中的应用

本文描述了一种应用于自由电子激光结合高里德堡态氢原子飞行时间谱装置中的分光方法，以及该方法应用于小分子(如₂S)光解动力学研究中的必要性. 拉曼-α辐射(121.6 nm)，用作H原子产物探测的激光，是在Kr/Ar气介质中利用四波混频产生的. 利用透镜对不同波长的光有不同的折射率，四波混频后的混合光在经过一片离轴的氟化锂透镜后，121.6 nm的激光将会与212.6和845 nm在空间上分开. 在激光到达反应中心前利用挡板挡住212.6和845 nm的激光，只让121.6 nm的光经过反应中心，从而消除212.6 nm激光产生的背景信号对实验的干扰. 结合自由电子激光，成功地研究了H₂S在122.95 nm波长下的光解动力学，采集到了产物时间飞行谱. 本文展示了转换得到的产物总平动能谱，解离机理与121.6 nm波长下的结果相似. 实验结果显示，该方法成功地解决了分子在VUV波段进行光解动力学研究的难题，消除了这些分子在紫外光波段因为强烈吸收而产生的背景信号.     

碱木素的近红外光谱吸收机理的研究

通过碱木素模型物对醌、邻醌和香兰素的溶液在800～900 nm的近红外光谱波段内的吸收谱图的对比发现,对醌和邻醌在此波段产生较强的吸收,而香兰素基本上没有吸收,证明了碱木素的醌型结构在800～900 nm波段内产生特征吸收.对银杏和夹竹桃磨木木素碱处理前后的溶液在800～900 nm波段内的吸光度的差别分析,发现夹竹桃的磨木木素的吸光度的相对变化更大,这是由于夹竹桃磨木木素经碱处理后产生了更多的醌型结构.这也是在硫酸盐法蒸煮过程中在800～900 nm波段内阔叶材的蒸煮液吸光度大于针叶材的蒸煮液吸光度的主要原因.     

用离子速度影象技术研究n-C4H9Br的光解

利用离子速度影象技术研究了正一溴丁烷(n-C4H9Br)在231~267 nm波段的光解,得出了如下结论:正一溴丁烷(n-C4H9Br)在231~267 nm波段的吸收源于基态到三个最低激发态的跃迁,这三个激发态标识为1A″、2A′和3A′;发生在这三个排斥态的势能面(PES)上的光解最终导致C4H9 Br(2P3/2)或C4H9 Br*(2P1/2)的产生;2A′和3A′态之间存在避免交叉(Avoided crossing)会影响最终的光解产物;从基态1A′到激发态1A″的跃迁矩垂直于对称面,也就垂直于C-Br键;从基态1A′到激发态3A′的跃迁矩平行于对称面,同时平行于C-Br键;从基态1A′到激发态2A′的跃迁矩在对称面内,且与C-Br键成53.1°夹角.我们也讨论了正一溴丁烷(n-C4H9Br)在234 nm和267 nm附近光解时的避免交叉几率(Avoided crossingprobability),以及它对单通道相对产额(Relative fraction of the individual pathways)的影响.     

二硫化碳气体近紫外吸收截面积测定

利用二极管阵列光谱仪,室温条什下,在波长220～380 nm的波段内,测量了CS2的紫外吸收截面积.发现CS2在315 nm处具有较大吸收,其值为σ=7.184×1020cm2·molecule-1.与文献报道进行了比对,吻合较好,并利用所获得的数据对CS2大气光解寿命进行了评估.     

OCS分子在207 nm的光解动力学研究:S(~1D_2)+CO(X~1∑~+)产物通道（英文）

利用直流时间切片离子成像技术对OCS分子在紫外波段207nm的光解产物S(~1D_2)进行了偏振实验研究.通过在两种不同的共振增强多光子电离中间态,~1F_3和~1P_1,以及四种不同的泵浦-探测激光偏振几何构型下探测了光碎片S(~1D_2)的角动量极化特性.使用分子坐标系极化模型和实验室坐标系各向异性模型提取和分析出对应产物CO(X~1∑~+)的角分布.观测到的总平动能释放谱表明解离过程存在三种解离通道,分别对应于低、中、高平动能解离通道.低、中平动能通道的来源与光解波长在较长波长下得到的双峰分布来源一致.高平动能通道是一种新的解离通道,它来自于单重排斥态A(2~1A')的直接解离.     

HN3分子在190-248 nm的紫外光分解动力学

利用氢原子里德堡态飞行时间谱技术研究HN3分子在紫外光(190?248 nm)光照射下的H+N3通道的光解动力学结果．通过测量H+N3通道的产物平动能分布以及产物的角分布，得到了在不同波长光解下N3产物分子的振动态分布． 实验结果表明， 在大于225 nm时，HN3分子主要是通过一个排斥态解离的．而在低于225 nm时，有一个慢的通道从220 nm 开始出现．这一新的解离通道是一个闭环产生环状N3产物的通道．当光解能量增加时，这一新通道相对的变得越来越重要．     

小型分段式高分辨率中阶梯光栅光谱仪的设计

由于棱镜具有色散不均匀的特点,中阶梯光栅光谱仪的二维谱图在长波波段不可避免地存在相邻衍射级次间相互干扰的情况。为了克服这一缺点,同时充分利用探测器像面,设计了一种小型分段式的中阶梯光栅光谱仪。通过对中阶梯光栅和棱镜色散原理的详细分析,确定了二者参数与探测器之间的关系,结合双缝间隔设计方法,采用双狭缝切换的方式,给出分段式中阶梯光栅光谱仪的设计方法。利用此方法将系统的波段范围165～800 nm分为165～230 nm和210～800 nm两部分,焦距设计为200 mm,分别采集双波段的二维谱图。使用光学设计软件对光学系统进行仿真,结果表明,200 nm处的实际光谱分辨率可达0.015 nm,满足设计指标的要求。     

Ca+-dipropylamine复合物的光解研究

研究了气相Ca⁺-dipropylamine复合物在400~690 nm波长范围内的光解过程。在研究的光谱范围内,蒸发解离得到非反应性产物Ca是最主要的通道。在450~528 nm范围内,反应性产物Ca⁺-NHC₃H₇也被探测到。这一反应性通道被认为是Ca⁺对二丙胺分子中的C-N键的插入活化作用引起的,量化计算与实验现象一致.     

一种新型稀土配合物Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3的发光特性研究

合成了一种新型的稀土配合物Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3,将其作为掺杂物与基质聚乙烯基咔唑(PVK)按照不同质量比混合共溶,旋涂成膜.测量了混合薄膜的光致发光光谱,确认了所合成的Eu(TTA)(2NH_2H-Phen)_3具有发射荧光的能力,进而将其应用于电致发光器件中.还制备了以PVK:Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3为发光层,器件结构为ITO/PVK:Eu(TTA)(2NH_2-Phen)3/2,9-dimethy1-4,-diphenyl-1,10-plaenan thmline(BCP)/8-hydroxyquinoline aluminum(Alq_3)/Al的多层器件,得到了 Eu~(3+)的红色电敛发光.研究不同掺杂浓度时器件发光光谱的变化及PVK的发射光谱与Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3的吸收光谱的交叠情况,证明了混合薄膜中Eu~(3+)电致发光机理主要足载流子的直接俘获.     

甲胺分子的紫外光解离动力学实验研究

在280—287.5 nm区域内,通过实验测定共振增强多光子电离-时间飞行质谱、碎片离子的分质量激发谱以及光强指数等对甲胺分子的光解离通道进行了研究.实验结果证实甲胺分子在单光子能量范围内存在一个电子排斥态,主要的光解离过程为甲胺分子共振吸收1个光子到达该电子排斥态后解离成中性碎片,然后是中性碎片经多光子共振电离形成碎片离子和碎片离子的进一步解离.     

Analytical Dielectric Spectrum Formula Based on Representative Frequencies

基于电介质复折射率的实验数据，采用最小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式，可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数. 研究了三个典型液态电介质，水、乙醇和甲苯的介电谱. 在实验数据可以获取的频率范围内，采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers-Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好. 基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱.     

基于FT-ICR质谱仪的光解离光谱自动化谱图采集程序的开发与应用

光解离光谱在气相离子结构及动力学研究中发挥着重要的作用。这种方法非常灵活,可在实验室中利用不同种类的激光器及质谱仪的结合来开展相应的研究。但也存在一些问题,例如,自动化水平低,费时,长时间的操作容易引入人为错误,使实验结果的可信度降低。为解决此类问题,该工作开发了一套可用于光谱自动采集和分析的程序AutoMS。该程序包含：(1)AutoSpecMS用于在无需改变原仪器配套的商业化操作软件的前提下,实现多台商业激光器及一台商业高分辨FT-ICR质谱仪的集成,只需要预设参数即可自动获取action光谱;(2)AutoDataMS用于实验数据的分析,可以通过一维、二维或三维图示的方法来展示光解离质谱和光谱等。为验证改程序的可行性,针对tetraphenylpyrrin(四苯基卟啉,TPP),tetra(4-carboxypyryl)porphyrin(四对羧基苯基卟啉,TCPP)以及tetra(4-aminophenyl)porphyrin(四对氨基苯基卟啉,TCPP)三种卟啉衍生物分别开展了相应的实验。使用光解离光谱自动采集程序采集了TPP, TCPP和TAPP在210~700 nm波段的紫外-可见光解离光谱。同时获得了相关光解离碎片离子的单通道光谱,有利于用户对所研究体系的解离机理及解离动力学等方面开展深入的分析探讨。光解离质谱可观察到目标离子在特定波长激光照射下的具体解离碎片,与光解离光谱相结合,可以更好地帮助研究者理解离子在特定波段内的光解离行为。使用AutoDataMS可分别获得样品的2D及3D光解离质谱-光谱,增强了结果的可视化,使研究者更方便地获得光谱中的相关信息。对数据进行进一步分析可看出,不同的取代基对紫外可见光谱的吸收产生了差异明显的影响。此外通过AutoDataMS程序的功能扩展,还实现了对质子化TPP在500～650 nm波段内各离子的相关度分析,加深了对实验数据的理解。由此可见该方法及程序具有较好的扩展性和实用性,并可以为其他相关的工作提供很好的参考。     

Photodissociation spectroscopy of the chromium trimer ion

The electronic and geometric structures and photodissociation dynamics of the chromium trimer ion, Cr₃ ⁺, were investigated by photodissociation spectroscopy in the photon-energy range from 1.32 to 5.52 eV. The branching fractions of the product ions, Cr⁺ and Cr₂ ⁺, exhibit stepwise changes at the threshold energies for dissociation into Cr⁺+Cr₂, Cr+Cr₂ ⁺, Cr⁺+2Cr, and Cr^*+Cr₂ ⁺. It is noted that Cr₂ ⁺ is produced even above the threshold for atomization; the excess energy is redistributed to produce a fragment atom, Cr^*, in an excited state. The photodissociation action spectrum is well explained by a mixture of simulated spectra for two nearly-degenerate structural isomers identified by density functional calculations: those having a metastable C_2v structure and the most stable structure slightly distorted from the C_2v one. The barrier height between the two isomers which is lower than the zero-point energy suggests that Cr₃ ⁺ has an intrinsically floppy structure.     

Intensity of cross-peaks in hyscore spectra of S = 1/2, I = 1/2 spin systems

The cross-peak intensity for a S = 1/2, I = 1/2 spin system in two-dimensional HYSCORE spectra of single-crystals and powders is analyzed. There is a fundamental difference between these two cases. For single crystals, the cross-peak intensity is distributed between the two (+, +) and (+, -) quadrants of the hyperfine sublevel correlation (HYSCORE) spectrum by the ratio c(2):s(2) (C. Gemperle, G. Aebli, A. Schweiger, and R. R. Ernst, J. Magn. Reson. 88, 241 (1990)). However, for powder spectra another factor becomes dominant and governs cross-peak intensities in the two quadrants. This factor is the phase interference between modulation from different orientations of the paramagnetic species. This can lead to essentially complete disappearance of the cross-peak in one of the two (+, +) or (+, -) quadrants. In the (+, +) quadrant, cross-peaks oriented parallel to the main (positive) diagonal of the HYSCORE spectrum are suppressed, while the opposite is true in the (+, -) quadrant where cross-peaks nearly perpendicular to the main (negative) diagonal of HYSCORE spectra are suppressed. Analytical expressions are derived for the cross-peak intensity profiles in powder HYSCORE spectra for both axial and nonaxial hyperfine interactions (HFI). The intensity is a product of two terms, one depending only on experimental parameter (tau) and the other only on the spin Hamiltonian. This separation provides a rapid way to choose tau for maximum cross-peak intensity in a region of interest in the spectrum. For axial HFI, the Hamiltonian-dependent term has only one maximum and decreases to zero at the canonical orientations. For nonaxial HFI, this term produces three separate ridges which outline the whole powder lineshape. These three ridges have the majority of the intensity in the HYSCORE spectrum. The intensity profile of each ridge resembles that observed for axial HFI. Each ridge defines two principal values of the HFI similar to the ridges from an axial HFI.     

Elliptically-bent crystal spectrograph for X-ray diagnosis of laser-produced plasmas

In order to measure spatially and temporarily resolved laser-produced plasma X-ray spectra in 0.2 - 2nm region, a novel two-channel elliptically-bent crystal spectrograph has been developed. Dispersive elements are LiF, PET, Mica, and KAP crystals, which cover Bragg angles in the range of 30 - 67.5degrees. Eccentricity and focal distance of twin ellipses are 0.9586 and 1350 mm, respectively. Spatially resolved spectrum is photographically recorded with an X-ray film or X-CCD camera in one channel, and temporarily resolved one is photographically recorded with an X-ray streak camera in another channel,thus spatially and temporarily resolved spectra can be simultaneously obtained. Spectral images were acquired with X-CCD and PET in SHENGUANG-Ⅱ laser facility, and experimental results show that the spectral resolution of the spectrograph is about 0.002 nm.