C4分子在激光场中的密度泛函理论研究

采用含时局域密度近似与分子动力学相结合的方法计算了C4分子的光学吸收谱及它在激光场中的响应.研究表明,在激光场中C4分子的诱导偶极矩与电离之间有着直接的联系,最外层电子对电离的贡献最大.此外,通过对激光的极化方向与C4分子的激发的关系的研究表明,x方向的激光场唯一的激发起C4分子x方向的偶极矩,电离增强而且离子的振动增强.     

碳分子线C5在激光场中的含时密度泛函理论研究

运用含时密度泛函理论和分子动力学相结合的方法, 研究了C₅分子线在强激光场中的电离激发.研究发现, 当考虑激光强度对C₅分子线激发的影响时, 激光强度越强, 分子吸收的能量越多, 电离也越早, 最终电离的电子也越多, 而且沿激光极化方向的偶极矩的变化及峰值也越大. 关于激光极化方向对C₅分子线激发的影响的研究表明, 当激光极化方向沿着C₅分子线轴向时, 分子的电离大大增强, x方向的激光脉冲仅能激发起x方向的偶极振荡, 而y方向的激光脉冲仅能激发起y方向的偶极振荡, 而且x方向的激光脉冲激发的偶极振荡强. 研究还表明, 当激光极化方向沿着C₅分子线轴向时, 尽管由于电离增强而导致C₅分子线C–C键振动的同步性变差, 但在两种激光极化方向情况下, C₅分子线的振动模式与中性C₅分子线的振动模式相同. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 分子电离 碳分子线     

C4分子在激光场中的密度泛函理论研究

采用含时局域密度近似与分子动力学相结合的方法计算了C4分子的光学吸收谱及它在激光场中的响应。研究表明,在激光场中C4分子的诱导偶极矩与电离之间有着直接的联系,最外层电子对电离的贡献最大。此外,通过对激光的极化方向与C4分子的激发的关系的研究表明,x方向的激光场唯一的激发起C4分子x方向的偶极矩,电离增强而且离子的振动增强。     

CO分子在线性极化飞秒激光场中的TDDFT研究

本文运用将含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法,研究了CO分子在不同强度、不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 研究发现,激光强度越强,CO分子吸收的能量越多,电离越早且电离越强,CO分子键长变长且伸缩振动越剧烈. 此外,CO分子偶极矩的变化及峰值也随着激光强度的增强而增大. 对激光极化方向的研究发现,激光极化方向沿着CO分子轴向时,分子的电离最强且伸缩振动最剧烈. 当激光极化角增大时,CO分子的电离逐渐被抑制且电子的偶极振动对激光极化方向表现出较强的依赖性. 此外研究还表明,CO分子碳原子和氧原子周围电子的弥散方式不同且与激光极化方向有关. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 分子电离     

飞秒强激光场中水分子的电离激发

本文运用含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法, 研究了水分子在不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 计算结果表明, 对应相同的极化方向, 随着激光强度的增加, 水分子的电离增强; 对于相同强度的激光, 当激光极化方向沿水分子对称轴方向时, 水分子的电离最强, 当激光极化方向垂直水分子对称轴方向时, 水分子电离受到最大程度的抑制. 对水分子偶极矩的研究表明, 当分子处于线性响应区域时, x方向的激光只能激发起x方向的偶极振动而y方向的激光只能激发起y方向的偶极振动. 对水分子的键长和键角的研究表明, 在激光场中水分子的键长变长, 键角变大, 但变化幅度随着激光极化角的增大而减小. 此外, 研究还发现, 虽然在不同极化方向的激光脉冲的驱动下, 水分子OH键的振动频率与激光频率相当, 在脉冲关闭后, 振动频率减小, 但激光场的极化方向对水分子振动模式具有选择性. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 水分子 电离     

极紫外阿秒脉冲在高次谐波产生过程中引起的非偶极效应

当红外强激光和极紫外(XUV)阿秒脉冲共同作用于原子分子时，电离出去的电子通常会吸收和辐射激光光子而发生能量扩展.讨论了由于XUV阿秒脉冲的短波长与扩展后的电子波包尺度可相比拟时在高次谐波产生过程中引起的非偶极效应.采用H⁺₂作为模型分子，并把分子轴置于激光场的传播方向，通过解二维含时薛定谔方程并比较考虑非偶极效应和采用偶极近似两种方法计算得到的结果，两者相比，前者的谐波强度降低，谐波频率向低级次稍有移动，电子能谱的能带内出现了更多的光电子峰.在相同的光电子能量处，两种方法计算得到的信号强度相差2—5倍.并且这种非偶极效应随着红外基频光光强的增大而增强，随阿秒脉冲波长的增大而减弱. 关键词： 非偶极效应 光场空间不均匀性 阿秒脉冲 高次谐波产生     

磁约束放电CO激光模型

建立了磁约束放电CO激光的模型.在该模型下分析、计算了CO气体放电系统电子的能量分布 函数;CO分子的电子碰撞激发概率以及CO分子的振动-振动(V-V),振动-平动(V-T)激发概率 ;CO分子各振动态的布居数分布和对应的小信号激光增益系数.研究表明,由于磁场的加入C O分子振动态布居数分布出现凹陷.在该区域获得了更大激光的小信号增益. 关键词： CO激光 磁约束 布居数 小信号增益 激发系数     

264～280 nm波段萘的共振增强多光子电离研究

在我们自己研制的具有恒温加热进样系统的激光质谱仪上实验获得了气相萘分子的共振增强多光子电离/飞行时间质谱(REMPI-TOFMS),以及萘母体离子C10H8 和一些主要碎片离子C8H6 、C6H6 、C5H3 、C4H3 、C3H3 在264~280 nm的分质量光谱.结合在266 nm激发波长下实验得到的这些离子的光强指数及不同激光能量下的分支比,对母体离子及主要碎片离子的生成机理进行了探讨:在该波段范围内,萘母体分子首先吸收一个光子从基态跃迁至激发态,激发态分子再吸收一个光子而电离产生母体离子C10H8 ;碎片离子C8H6 、C6H6 、C5H3 、C4H3 、C3H3 则是由母体离子进一步吸收光子解离形成的,并给出了可能的解离通道.     

264～280 nm波段萘的共振增强多光子电离研究

在我们自己研制的具有恒温加热进样系统的激光质谱仪上实验获得了气相萘分子的共振增强多光子电离/飞行时间质谱(REMPI-TOFMS),以及萘母体离子C10H+8和一些主要碎片离子C8H+6、C6H+6、C5H+3、C4H+3、C3H+3在264～280 nm的分质量光谱.结合在266 nm激发波长下实验得到的这些离子的光强指数及不同激光能量下的分支比,对母体离子及主要碎片离子的生成机理进行了探讨:在该波段范围内,萘母体分子首先吸收一个光子从基态跃迁至激发态,激发态分子再吸收一个光子而电离产生母体离子C10H+8;碎片离子C8H+6、C6H+6、C5H+3、C4H+3、C3H+3则是由母体离子进一步吸收光子解离形成的,并给出了可能的解离通道.     

利用半周期激光场调控H_2~+谐波辐射过程

采用数值求解核与电子耦合的薛定谔方程,对H_2~+分子谐波辐射调控进行了研究.计算结果表明,激光场正向时,谐波能量主要来源于负向H核贡献;激光场负向时,谐波能量主要来源于正向H核.随后,通过适当引入半周期激光场,可以有效调节正负H核辐射谐波的强度.最后,适当叠加谐波谱上的谐波,可获得一个46 as的脉冲.该研究对调控分子谐波的辐射过程及阿秒脉冲的输出是有帮助的.     

水体的温度变化对测定溶解有机物浓度的影响

用激光诱导荧光(LIF)方法研究了水体的温度变化对溶解有机物(DOM)发射荧光强度的影响。随着温度的增加,DOM的荧光强度和水的拉曼散射强度不断降低。在20～75 ℃范围之内,对归一化荧光强度与温度关系曲线进行线性拟合,计算出归一化荧光强度随温度升高的变化梯度平均值为-5.24×10-4 ℃-1,根据归一化荧光强度与浓度的关系,给出了所测DOM的浓度随着温度升高的平均下降速率为-3.45×10-3 (mg·L-1)·℃-1。因此,在这一温度范围内测量时,假设归一化荧光强度不变,则温度变化将引起DOM浓度最大为8.45%的相对变化。     

X光激光在等离子体中的传播

由于等离子体柱中有垂直于轴向的电子密度梯度,致使X光激光在等离子体柱内传播时发生折射。折射效应限制了增益区的长度,采用“双靶对接”的实验方法,能有效地抑制折射的影响。本文从理论上阐述了折射效应对激光增益的影响相当于在小讯号增益系数上加了一个负项;并给出X光激光出靶端的强度角分布及偏离轴向的折射角;为“双靶对接”实验提供靶面的夹角值。理论计算结果与实验结果符合得很好。     

In-fiber polymer-glass hybrid waveguide Bragg grating

A 1.2 microm (height) x 125 microm (depth) x 500 microm (length) microslot along a fiber Bragg grating was engraved across the optical fiber by femtosecond laser patterning and chemical etching. By filling epoxy in the slot and subsequent UV curing, a hybrid waveguide grating structure with a polymer core and glass cladding was fabricated. The obtained device is highly thermally responsive with linear coefficient of 211 pm/ degrees C.     

四硼酸铝钕晶体及其小型全固态激光器

当前,全固态激光器在向万瓦级大功率方向发展的同时,也在向微型化发展。利用碟片全固态激光器可获得千瓦级以上激光,利用微片全固态激光器则可实现小体积、高密度、中小功率激光输出。获得高功率高密度激光的关键在于激光材料。本文从碟片和微片激光器的发展和对激光基质材料的要求出发,概述自激活激光晶体的研究,特别对四硼酸铝钕[NdAl3(BO3)4,简称NAB]晶体的结构、生长、性质及其作为有应用前景的小型片状激光器的候选材料作了详细的介绍。近期,采用面积为4×4 mm2,厚度为0.39 mm的微片NAB晶体,用885 nm半导体激光器为光源泵浦,获得了4.6 W的1.063 μm激光的有效输出,其斜效率达到64%,充分显示了NAB晶体作为自激活激光晶体在微片激光器中的应用前景。     

以PAA为模板制备SERS基底及对三聚氰胺的检测

采用热蒸镀的方法直接在多孔氧化铝(porous anodic alumina,PAA)模板上蒸镀几微米的银膜,然后在HCl溶液中溶解掉模板,得到表面具有纳米尺度规则结构的银膜作为表面增强拉曼散射(surface-en-hanced Raman spectra,SERS)基底,并在该基底上测量了吡啶溶液(0.01 mol.L-1)的增强拉曼光谱,发现平均增强因子大于105。与直接在载玻片上蒸镀的银膜相比,具有纳米尺度规则结构银膜的增强效果提高了30倍。改变激发光功率测量吡啶的拉曼光谱,和普通拉曼散射一样,增强拉曼光谱的峰值强度随激发光强度线性变化,并在该基底上测量了三聚氰胺的拉曼光谱,发现在1 mW的激发功率下对于三聚氰胺的检出限为2.5 mg.L-1。     

Nd：YAG1064nm激发核黄素分子的表面增强拉曼光谱研究

本采用Ｎｄ：ＹＡＧ１０６４ｎｍ激光器作为发光源并改进银胶制备方法获得了核黄素的工外表面增强拉曼光谱（ＮＩＲ－ＳＥＲＳ）。发现少量的氢氧化钠可提高核黄素的ＮＩＲ－ＳＥＲＳ增强因子,其检测限可达３．２×１０＾－１０ｍｏｌ·Ｌ＾－１。证实核黄素在近红外区比可见区有更强的增强因子。     

Theoretical investigation of the ultrafast NeNePo spectroscopy of Au 4 and Ag 4 Clusters

Ultrafast ground state nuclear dynamics of Au₄ and Ag₄ is theoretically explored in the framework of negative ion - to neutral - to positive ion (NeNePo) pump-probe spectroscopy based on the ab initio Wigner distribution approach. This involves the preparation of a nonequilibrium neutral ensemble by pump induced photodetachment of a thermal anionic ground state distribution, gradient corrected DFT classical trajectory simulations “on the fly” on the neutral ground state, and detection of the relaxation process of the ensemble in the cationic ground state by a time-delayed probe pulse. In Au₄, the initially prepared linear structure is close to a local minimum of the neutral state giving rise to characteristic vibrations in the signals for probe wavelength near the initial Franck-Condon transition. A timescale of ∼1 ps for the structural relaxation towards the stable rhombic D_2h neutral isomer was determined by the increase of the signal for probe wavelength in vicinity of the vertical ionization energy of the rhombic structure. In contrast, the relaxation dynamics in Ag₄ is characterized by normal mode vibrations since both the initially prepared anionic ground state and the neutral ground state have rhombic minimum geometries. Thus, time-resolved oscillations of pump-probe signals are fingerprints of structural behaviour which can be used experimentally for the identification of particular isomers in the framework of NeNePo spectroscopy. Received 22 December 2000     

气相过渡金属钽碳链团簇的研究

Nd:YAG产生的二倍频532nm激光消融金属靶表面,同时含有3%乙炔的氦载气喷向旋转的金属靶,通过等离子体反应形成中性的气相碳链-金属团簇分子。然后经过超声膨胀后,由skimmer形成准直的分子束,进入飞行时间质谱仪的电离区,被电离激光电离。当电离激光波长为248nm时,只观察到了TaCy+（y = 0-10）的碳链团簇离子信号,实验发现奇数碳链的过渡金属钽团簇离子信号比较小,而偶数碳链的团簇离子信号较大。当电离激光波长为266nm时,观察到了TaxCy+（x = 1-4,y = 0-4）的碳链团簇离子信号。     

Multistage two-dimensional magneto-optical trap as a compact cold atom beam source

A compact cold atom beam source based on a multistage two-dimensional magneto-optical trap (MOT) has been demonstrated and characterized. The multiple-stage design greatly reduces the overall size of the source apparatus while providing a high flux of atoms. The cold atom beam was used to load a separate MOT in ultrahigh vacuum, and we obtained an actual trap loading rate of 1.5 x 109 atoms/s while using only 20 mW of total laser power for the source. The entire source apparatus, including optics, can fit into a 4 cm x 4 cm x 13 cm volume.