Optical heterodyne Herriott-type multipass laser absorption spectrometer

We present a Herriott-type multipass laser absorption spectrometer enhanced by optical heterodyne detection. The proposal is demonstrated by measuring the spectra of water vapor molecule in the region from 12247.6873 to 12249.6954 cm-1. Compared with direct absorption spectroscopy, the signal-to-noise ratio is improved nearly one magnitude of factor by combining with the optical heterodyne spectroscopy and extra weak absorption lines are observed. The minimum detectable absorption is estimated at 4.36×10-8 cm-1 and the measured line shape dominated by Doppler broadening can be precisely recovered by direct transformation of experimental optical heterodyne spectral profile.     

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.     

铁合金中微量钛元素的激光诱导击穿光谱研究

采用激光诱导击穿光谱对铁(Fe)合金中的钛元素(Ti)的含量进行测量。实验中激光器在最大能量输出(50 mJ),延时为1 μs时光谱信号的强度值最大。在此条件下,分别使用传统定标法和Fe Ⅰ 438.35 nm及Fe Ⅰ 427.12 nm两条谱线的内标法对铁合金中的Ti进行定量分析。内标法得到的拟合相关系数(r)分别为0.997 8和0.993 9,优于传统法得到的r(0.956 3)。提出了一种双谱线平均内标法,拟合得出r为0.998 4。同时,在浓度为0.063%～1.9%的范围内传统定标法测量的相对误差为23.7%,内标法的相对误差为6.0%,采用平均内标法后相对误差降为3.9%。最后,通过测量的Ti光谱计算了激光能量为50 mJ时所产生的等离子体温度为6 654.3 K,电子密度为1.072×1022 cm-3,并讨论了激光能量与烧蚀产生等离子体温度之间的关系。     

He2分子b3∏g(v=9)态的预解离

The predissociation of the v=9 level in the b³Π_g state by the c³∑_g⁺ state of helium eximer(He₂) was studied based on the newly observed (9, 3) band in the b³Π_g-a³∑_u⁺ system inthe region of 12065～12445 cm^-1 employing optical heterodyne-concentration modulationabsorption spectroscopy. With the help of the previous potential energy curves and molecular constants of He₂, the corresponding predissociation mechanism for the b³Π_g (v=9) state was analyzed. An RKR potential energy curve of b³Π_g and an ab initio potential curve of c³∑_g⁺ were used to calculate the predissociation linewidths that show basic agreement withobservations, which can quantitatively explain the experiments.     

多孔介质的流变模型研究

多孔介质在应力作用下具有弹性变形和黏性变形两种完全不同的变形机制，多孔介质的弹性变形是由介质的本体有效力所致，而黏性变表则是由介质的结构有效应力所致。多孔介质的总变形为弹性变形和黏性变形的叠加，计算多孔介质总应变量的流变模型必须同时采用本体有效应力和结构有效应力（双重有效应力），而传统的流变模型仅采用Terzaghi有效应力是不妥当的，它无法正确描述多孔的应变行为，采用了双重有效应力之后的流变模型，通过调节介质特性参数，可以拟合介质的实际应变行为，并且把多孔介质与普通固体联系了起来。     

基于Herriott型长程池的光学设计的研究

提出了一种改进的Herriott型长光程模拟装置,该装置由平面反射镜和凹面反射镜组成,具有等效光程长和便于光路调控的优点.本文讨论了光束直径、镜面尺寸、旋转角度、和镜面反射率对光程和光路调节的影响,并利用ABCD矩阵变换方法分析了系统的稳定性.理论模拟计算了基长为0.6m的装置实现144 m有效光程传输所需的参数和结果.     

一种螺旋型的紧凑多光程池

随着社会经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染时有发生。利用光谱技术测量有害气体的浓度,可以对空气进行实时监测。在弱吸收条件下,利用多次反射池可以增加有效光程,从而提高吸收光谱的探测灵敏度。基于Herriott型多光程池的结构,提出了一种紧凑型多光程池。该光学器件由多个圆环形凹面反射镜螺旋封闭构成,入射光沿着环形镜的径向和轴向同时传播,形成有规律的放射状分布,光线在吸收池中的反射轨迹呈螺旋路径,光斑呈螺旋形分布。实现了入射光和出射光的分离,从而增加了光路的可调空间。由于吸收池中的反射次数与螺旋的圈数成正比,可以根据实际需要选择合适的光程。另外,该反射池的主体是一个圆筒,具有稳定的机械性能和一定的抗震性。利用ABCD矩阵变换分析了系统的稳定性,通过模拟发现光束通过透镜后,焦点会聚在圆筒中心附近,能使入射光斑在池中收敛,并讨论了反射次数与螺旋圈数的关系。还研究了在不同入射角条件下的旋光特性,发现线偏振光的旋转角度与入射角度成正比。当入射角相同时,旋转角度随着反射次数的增加而增大。     

低激发态CN自由基光谱参数的理论研究

CN自由基在碳化物的燃烧过程中一直扮演着重要的角色。采用量化计算方法对CN自由基进行了从头计算。首先利用Hartree-Fock自洽场方法进行轨道计算,再使用完全活性空间自洽场对轨道进行优化,然后采用多参考组态相互作用的方法计算了在0.06到0.7 nm的核间距范围内CN自由基3个低激发态(X~2Σ~+,A~2Π和B~2Σ~+)的势能曲线。为了进一步提高计算的精度,考虑相对论效应选择aug-cc-pV5Z-dk相关一致基组。求解径向薛定谔方程,得到了各电子态振-转能级的能量和振-转常数,并拟合获得这些电子态的光谱常数(T_e,R_e,ω_e,ω_eχ_e,B_e,α_e)及Franck-Condon因子,其与实验结果基本一致。同时,计算CN自由基A~2∏-X~2∑~+的跃迁偶极矩,并得到5个低振动能级的辐射寿命τ和振子强度f_(00)。计算获得辐射寿命为～4μs,与实验测量结果符合较好,为研究燃烧过程中动力学行为提供了理论依据。     

块体PdO/Co3O4-CeO2催化剂的制备与性能研究

通过共沉淀法制备出了用于CH_4气体氧化反应的块体PdO/Co_3O_4-CeO_2催化剂,并对其主要制备参数进行了详细考察,得出的最佳制备参数如下:Ce(NO_3)_3的添加量为0.05g,NH_4HCO_3溶液(0.1 g/mL)的添加量为5 mL,焙烧温度为300℃。利用X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)技术对其成分、晶体结构及微观形貌进行了表征并分析了催化机理。在测试催化剂性能的过程中,发现催化剂可在250℃下促使CH_4气体被快速氧化,且该催化剂展现出了优良的重复使用性。     

Hyperfine structures and the field effects of IBr molecule in its rovibronic ground state

Hyperfine structures and the field effects of IBr molecule in its rovibronic ground state are theoretically studied by diagonalizing the effective Hamiltonian matrix. Perturbations of high-J levels up to 4 are taken into account when studying the hyperfine sub-levels of the J = 0 level, and thus, an 80×80 matrix is constructed and solved. Some of the experimentally absent molecular constants are computed using Dalton program. Our results will be helpful in the experimental investigation of manipulation and further cooling of cold IBr molecules.