氪原子的近红外吸收光谱的研究

本文利用浓度调制的万法测量了氪原子在11870～12700 cm~(-1)波段的高分辨连续吸收光谱.在实验中,通过对氪气和氦气混合气体进行放电的方法制备氪原子.总共测量了120根氦原子吸收谱线,其中33根谱线是已被报道过的,45根新测量的谱线可以通过已知的氪原子能级进行标定,其它剩下的42根新测量的谱跃迁线根据已知的氪原子能级信息尚无法进行标定.本次实验中的这些未知的42根氪原子的跃迁谱线,可以推断氪原子有尚未被报道或测量过的原子能级存在.本文同时对如何用"Classification"计算软件分析未知氪原子谱线的可能存在的能级进行了演示.     

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.     

用浓度调制光谱法测量水汽辉光放电中OH和H2O的布居数变化

本文使用波长为2.8 μm的分布式反馈激光器来测量水汽辉光放电产生的物种. 使用浓度调制光谱仅观察到OH自由基和瞬态H₂O分子的吸收光谱. 吸收峰的强度和方向随解调相位而变化，但是H₂O的一个吸收峰的方向始终与其它峰相反. OH和H₂O的不同光谱取向反映了能级中粒子数量的增加或减少. 如果在放电过程中可以检测到更多的瞬态物种，则可以更好地研究H₂O的激发、电离和分解动力学. 研究表明，浓度调制光谱的解调相位关系可以用来研究分子能级的布居数变化.     

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.     

保欧氏度量偏序的变换

设L(R~n)表示n维欧氏空间R~n的所有线性变换构成的集合,‖ξ‖表示向量ξ的欧氏长度,由欧氏长度建立起向量间的序关系,令:PO(R~n)={f∈L(R~n)■|ξ,η∈R~(n×1),‖ξ‖≤‖η‖■‖f(ξ)‖≤‖f(η)‖}则PO(R~n)是欧氏空间R~n中保欧氏度量偏序变换构成的集合,讨论了PO(R~n)的结构,证明了保持这种序关系的变换由正交变换和伸缩变换组成.     

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。     

氧分子离子A2∏u-X2∏g态转动光谱分析

利用光外差-速度调制吸收光谱技术,测量了氧气分子离子在11385～12100 cm^-1的多普勒分辨吸收光谱,获得的谱线被指认到该分子离子第二负带的(2,19)、(3,20)、(5,21)跃迁谱带．利用全局拟合方式,得到了涉及能级的精确分子常数．     

High Resolution and High Sensitivity Measurement of Methane at 1.51μm

The high-resolution absorption spectrum of CH4 at 1.51μm is observed by direct absorption spectroscopy technique with a White absorption cell. Multi-peak fitting technique is adopted to reveal line positions and line intensities of CH4 from 6608cm^-1 to 6625 cm^-1. Special attention is paid on the determination of the line positions, and the accuracy is better than ±0.002cm^-1. A minimum measurable absorption of 2.1×10^-8 （3σ） has been achieved based on the measured direct absorption spectroscopy.     

氮分子离子A2Πu-X2Σ+g 带系转动光谱分析:

利用光外差速度调制分子光谱技术测得氮分子离子A²Π_u-X²Σ⁺_g 带系的(3,1)、(4,2)、(5,3)、(8,5)带的谱线,其中(5,3)带是第一次被指认．利用测得的4个带以及文献中的14个带的谱线进行全局拟合,得到了一系列的分子常数(υ_A=0～9和υ_A=0～5)．