基于平板波导的小型红外光栅光谱仪光学设计

为实现红外光谱仪器的小型化,通过分析现有小型光谱仪,提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。在平板波导光谱仪中,光束被限制在一层薄薄的平板波导介质中传播,看起来像是整个光学系统被压扁了。在垂直于平板波导的方向上光学元件的尺寸可以做到很小,从而显著减小光学系统的尺寸。该系统的设计可分为Czerny-Turner结构设计、波导结构设计。先根据像差理论设计Czerny-Turner结构,目标是保证光谱分辨率及校正像差;然后根据几何光学理论设计波导结构,包括平板波导和两个柱面透镜,目标是压缩光束并校正像散;最后将它们输入Zemax软件中进行综合优化,以获得最优的光学系统。据此方法设计了一个平板波导红外光栅光谱仪,工作波段为8~12μm,数值孔径为0.22,采用线阵探测器。通过Zemax软件对结果进行分析和评价,表明仪器光学系统的尺寸为130mmX125mmX20mm,工作波段内光谱分辨率达到80nm,满足设计指标要求。证明了该优化设计方法是可行的,所得系统尺寸小、性能高。     

水面油污染物差分偏振光谱信号预处理算法研究

采用差分偏振光谱法在3～5μm波段对水面溢油污染物进行被动遥感时,所测差分偏振光谱是含有强大气吸收光谱信号与油污染物目标弱光谱信号的混合谱,这给油污染物光谱特征识别带来了困难。另外,受环境因素以及油膜自身张力影响,水面油膜厚度分布以及油膜表面粗糙度在测量过程中发生变化,从而使得连续测量的差分偏振光谱中油污染物光谱信息含量存在不同。利用这一特点,基于固定点迭代的快速主成分分析算法FastPCA设计了水面溢油污染物差分偏振光谱信号预处理算法。实验结果表明,该算法可以有效地将水面油污染物目标光谱特征信息从具有强大气吸收的混合差分偏振光谱信号中提取出来,通过光谱重构得到油污染物光谱特征信号,可用于进一步的定性、定量分析。     

面阵探测下的污染云团红外光谱仿真

研究污染云团的红外光谱仿真,对于利用仿真光谱进行光谱识别的算法研究十分重要.在单元探测器探测方式下污染云团的红外光谱仿真研究取得了一定成果,并且已经被应用于识别算法的研究工作中.针对基于成像光谱仪的污染云团识别算法研究缺乏实测数据的问题,利用具有高仿真精度的基于物理模型的污染云团扩散模型及其仿真结果网格化的特点,研究相应的云团红外光谱仿真多层模型,提出了面阵探测方式下污染云团红外光谱的仿真方法,生成了同时具有光谱维和空间维信息的数据立方体,为该研究领域提供了新的研究方法.提出的面阵探测方式下的污染云团红外光谱仿真直观地反映了污染云团的扩散,提供了完备且符合实际情况的污染云团红外光谱立方体数据,对于提高和完善红外光谱识别算法具有重要意义.     

三个巢式磷碳硼烷镍配合物的合成、光谱表征和晶体结构

合成了3个巢式磷碳硼烷镍配合物[NiCl(Py){7,8-(PPh2)2-7,8-C2B9H10}].CH2Cl2(1)、[Ni{7,8-(PPh2)2-7,8-C2B9H10}2](2)、[Ni{7,8-(OPPh2)-7,8-C2B9H10}{7,8-(PPh2)-7,8-C2B9H10}](3),并通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱以及单晶衍射等手段对其进行了表征。单晶结构分析表明,镍离子的配位环境在这3个配合物中都是稍微扭曲的平面方形,其中2个配位位置由磷碳硼烷配体的两个磷原子占据,另外2个配位位置分别由氯离子、吡啶氮原子或者氧化的磷碳硼烷配体的氧原子占据。借助于分子间的C-H…Cl氢键或者C-H.H-B双氢键作用,3个配合物都可以形成一维超分子结构。     

18-冠-6与Na2[M(mnt)2](M=Cu, Ni)配合物的合成与结构

研究了18-冠-6分别与Na2[M(mnt)2][M=Cu,Ni;mnt=丁二腈烯二硫醇阴离子,C2S2(CN)^2^-~2]的反应,得到的配合物{[Na(18-C-6)][Na(18-C-6)(H2O)]}[Cu(mnt)2](1),[Na(18-C-6)(H2O)]2[Ni(mnt)2].(18-C-6)(2)通过元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射进行了表征。两个配合物均为三斜晶系,空间群P1。1的晶体学结构数据：a=1.22697(19)nm,b=1.22780(19)nm,c=1.5665(3)nm,α=95.083(3)°,β=101.534(3)°,Υ=91.007(3)°,V=2.3016(6)nm^3,Z=2,Dcalcd=1.350g/cm^3,F(000)=976,R1=0.0726,wR2=0.1843.2的晶体学结构数据：a=1.11620(17)nm,b=1.22054(18)nm,c=1.27939(18)nm,α=111.647(2)°,β=29.792(3)°,Υ=103.201(2)°,V=2.5461(4)nm^3,Z=1,Dcalcd=1.304g/cm^3,F(000)=642,R1=0.0459,wR2=0.1003.1中的[Cu(mnt)2]^2^-通过mnt的氮原子与[Na(18-C-6)]^+中的钠原子成键,形成了一维链状结构;[Na(18-C-6)(H2O)]^+只起平衡电荷的作用。2中的[Ni(mnt)2]^2^-也通过配体的mnt氮原子与两个[Na(18-C-6)(H2O)]^+中的钠原子成键,形成稳定的中性配合物。     

二苯并18-冠-6配合物[NH4(DB18-C-6)]2[Pd(SCN)4]的合成与结构分析

研究了二苯并18-冠-6(DB18-C-6)与(NH4)2[Pd(SCN)4]的反应,通过元素分析、红外光谱、单晶X射线衍射对生成的配合物[NH4(DB18-C-6)]2[Pd(SCN)4](1)进行了结构分析.1为三斜晶系,空间群P-1,晶体学数据:a=0.8705(3)nm,b=1.1954(4)nm,c=1.3044(4)nm,α=73.216(5)°,β=78.897(5)°,γ=81.105(6)°,V=1.2682(7)nm3,Z=1,F(000)=568,R1=0.0301,wR2=0.0431.配合物由二个[NH4(DB18-C-6)]+配阳离子和一个[Pd(SCN)4]2-配阴离子组成,二者通过N-H…N氢键形成中性配合物,配合物中不存在阳离子-π相互作用.     

苯并18-冠-6配合物[K(B18-C-6)]SCN的合成与结构分析

苯并 18 -冠 - 6 (B18- C- 6 )与 K2 [Cd(SCN) 4 ]反应 ,得到了 [K(B18- C- 6 ) ]SCN配合物。通过元素分析、红外光谱、单晶 X射线衍射进行了结构分析。该配合物为单斜晶系 ,空间群 P2 (1) / c,晶体学数据 :a=0 .996 0(3) nm,b=2 .5 0 97(7) nm,c=0 .8374 (2 ) nm,β=10 6 .5 19(5 )°,V=2 .0 0 6 7(10 ) nm3 ,Z=4 ,F(0 0 0 ) =86 4,R1=0 .0 4 2 9,w R2 =0 .0 5 75。结构分析表明 ,该配合物由一个 [K(B18- C- 6 ) ]配阳离子和一个 SCN阴离子组成 ,配合物的两个分子通过 K+ - π相互作用形成一维链状结构     

弱相互作用构筑的二维、三维冠醚配合物{[K(18-C-6)2(C2H4Cl2)}[Ni(dmit)2]2和[K(18-C-6)][Ni(dmit)2]的合成与结构

研究了18－冠－6与NiCl·6H2O,K2dmit(dmit=4,5-dimercapto-1,3-dithiole- 2-thione,C3S5^2－）在不同溶剂中反应生成的两个标题配合物{[K(18-C-6)]2 (C2H4Cl2)}[Ni(dmit)2]2（1）和[K(18-C-6)][Ni(dmit)2](2)。通过元素分析、红 外光谱、单晶X射线衍射进行了表征。1和2均属三斜晶系，空间群P1^-.1的晶体学 数据：a=1.0272(2)nm,b=1.2282(3)nm,c=1.4205(3)nm，α=113.473(3)°，β=90. 609(3)°,γ=91.439(3)°,V=1.6430(6)nm^3，Z=2,F（000)=876,R1=0.0503。2的 晶体学数据：a=0.8502(2)nm,b=1.2178(4)nm,c=1.5118(4)nm,α=86.454(5)°，β =77.734(5)°,γ=85.364(5)°,V=1.5228(8)nm^3,Z=2,F(000)=774,R1=0.0565。配 合物1，2分别通过K…S，K…Cl,S…S和K…S，S…S弱相互作用形成二维、三维网状 结构。     

席夫碱类三明治型铽/镝金属配合物的合成、表征及磁性

以N,N′-二(4-甲氧基水杨基)邻苯二胺(H2L)为配体合成了2个新的稀土配合物[M_2L_3(H_2O)](M=Tb (1),Dy (2)),并对它们进行了红外分析、元素分析和单晶结构分析。单晶衍射结果表明,配合物1和2均为三明治型双核配合物。此外还研究了配合物1和2的磁学性质,结果表明配合物1和2都表现出反铁磁性作用和场诱导效应引起的慢弛豫行为。配合物2的有效能垒和驰豫时间分别为35.45 cm-1和2.7×10~(-10) s。     

氮杂金属冠醚的研究进展

氮杂金属冠醚(Azametallacrown,azaMC)以M-N-N为重复单元,主要由五齿的N-酰基酰肼阴离子配体与金属盐通过自组装而成,包括aza18-MC-6、aza24-MC-8、aza30-MC-10、aza36-MC-12、aza45-MC-15、aza60-MC-20等类型。它们不仅呈现出独特的物理性能和生物活性,而且还能作为“第二构筑单元（Second Building Units,SBUs）”构筑一系列金属冠醚配位聚合物。本文对氮杂金属冠醚的结构特征、分类及性质等进行综述。