LRZ-1型激光拉曼光谱仪计算机系统的研制

计算机技术的引入,使现代光谱仪器的整机性能大大提高,主要表现在:(1)以计算机为基础对光谱仪器的扫描装置及全部操作过程实行精确的自动控制;(2)将测试得到的原始光谱数据记录并贮存在计算机中,通过各种灵活、有效的处理算法,对这些数据进行多种后期加工处理。这样就大大提高了仪器的测试分析精度和自动化程度。基于上述指导思想,我们设计研制了APPLEⅡ微型机为核心的LRZ-1型拉曼光谱仪计算机系统。其主要性能特点如下: 1.以微机为中心,配以光学读数头,扫描采样控制接口,对光谱仪的扫描伺服系统实行闭环控制、检测和实时数据采集,使仪器扫描机构的重复精度达到0.1cm~(-1)以内。2.提供丰富的软件功能以实现对谱图的处理。其主要功能为:(1)重复扫描,累     

激光拉曼光谱仪的全系统校正

提出了一套对激光拉曼光谱仪进行全系统校正的完整方案，并在一台ＳＰＥＸ １４３０型双单色仪单道拉曼光谱仪上全面实现了这套校正，包括谱仪的波数精度及重现性，狭缝函数，光谱分辨率，功率传递系数，光谱响应，偏振光谱响应，偏振传递性能及寄生谱带检查。结果表明，在激光拉曼谱测量中许多源于光谱仪体系的测量误差实际上是不可避免的，因此对常用的谱仪要作日常的状态监控和至少一次全面系统校正，是激光拉曼谱学研究的先决条     

微型化拉曼光谱系统的搭建及其在矿物分析中的应用

为使学生更好地了解拉曼光谱技术的工作原理、仪器结构和矿物拉曼光谱特征,设计了微型拉曼光谱仪.微型拉曼光谱仪由Bwtek拉曼光谱仪、3个凸透镜和滤光片等组成.应用该仪器对矿物(As4S4)的不同峰位光谱进行测量,指认了振动峰的归属.     

超高真空拉曼光学显微镜及应用研究

为了开展超高真空拉曼光谱学的研究,我们自主研制了超高真空拉曼光学显微镜。该显微镜作为一个独立单元,可安装到超高真空系统上,对其中的样品进行光学显微成像和微区拉曼散射光的提取和汇集。配合一台JY iHR550光谱仪所做的光谱测试表明,该显微镜对拉曼散射光的提取和汇集能力在光谱分辨、信噪比和低波数性能等方面均已达到国际商用仪器的水平。将此显微镜集成到一套超高真空系统上,初步研究了加热、通电对石墨烯拉曼光谱的影响和石墨烯的光电效应,得到了令人满意的实验结果。     

多孔硅的拉曼光谱研究

本文研究了多孔硅的拉曼光谱随激发激光功率的变化 ,发现当激发光的功率较低时 ,多孔硅的拉曼光谱在 5 2 0cm- 1附近为一单峰。随着激光功率的增加 ,该单峰向低波数移动且半高宽增大 ,当继续增大激光功率时 ,该单峰分裂为双峰 ,位于低波数一侧的拉曼峰随着激光功率的增大而进一步向低波数移动。多孔硅的拉曼光谱随着激光功率的变化是一个可逆的过程。这一结果表明 ,低波数拉曼峰的位置既不能作为多孔硅颗粒尺寸的量度 ,也不能只把低波数的拉曼峰作为多孔硅的特征。我们认为激光诱导多孔硅中LO和TO声子模的简并解除是观察到双峰的主要原因。     

自行组装激光拉曼分光计的微机化拉曼光谱图的改善

我们所用的拉曼仪器是由分别购得的激光器及双单色计自行组装的,所得拉曼谱图质量不很高。近年来,随着计算机的普及和大量应用,商品拉曼仪均配有专用计算机,能自动地进行数据采集,描绘谱图,存储数据和对数据进行细致的分析与处理。国外有不少研究单位在型号较老的拉曼分光计上自配计算机系统以获取质量好的拉曼谱图和增加仪器的功能,我们工作的目的也在于此。我们的拉曼仪系用东德Zeiss公司的GDM-1000型双光栅单色仪作为分光系统,     

共焦腔增强的空气拉曼散射

拉曼光谱是一种无损、快速的物质成分分析和检测方法.由于拉曼信号强度微弱,使得拉曼光谱的检测应用受到极大的限制.针对增强拉曼散射信号强度、提高检测灵敏度这一问题,设计了一种用于自发拉曼散射信号增强的共焦腔样品池,开展了基于该共焦腔的空气拉曼散射信号增强研究.共焦腔的腔镜反射率为92%,这一设计在保证共焦腔通带宽度与激光器线宽匹配的同时能有效地降低共振调节难度.实验中采用0°探测构型收集拉曼信号,并由成像式拉曼光谱仪获取光谱信号.实验发现,在共振状态下,共焦腔的耦合效率达到87.5%,单向激光功率实现约11倍放大;与无共振腔相比,共焦腔对拉曼信号实现17倍放大,信噪比提高2倍.此外,空气中CO_2的3σ检测限达到200 ppm量级.结果表明,该系统对自发拉曼散射信号增强效果显著,并且有较高的检测灵敏度.     

SQY-1型声强频谱分析仪

长沙科学仪器研究所与浙江大学检测技术与智能仪器研究所联合研制成功的SQY-1型声强频谱分析仪,日前通过国家级鉴定,填补了国内空白。 SQY-1型声强频谱分析仪是一种对声信号进行测量分析的仪器,它采用PC总线的微机结构来实现声强参数的数据采集、处理和显示,具有测量分析的实时性和系统的工程实用性。其主要技术性能指标达到丹麦B＆K公司1989年推出的2133型分析仪的国际先进水平。     

小型紫外拉曼光谱仪

紫外拉曼光谱技术具有拉曼本征散射效率高,受杂散光干扰小等优点,在爆炸物、污染物以及农药残留现场检测等领域有着广阔的应用前景。然而,目前市场上常见的小型或者便携式拉曼光谱仪均采用可见或者近红外激光作为激发光源。本研究在实验室具有自主知识产权的紫外可见共振拉曼光谱仪的基础上,设计了小型紫外拉曼光谱仪,光谱仪采用透镜作为光谱仪的准直镜和聚焦镜,有效减小了慧差造成的影响,实现了高分辨率和宽光谱范围的测试。     

CaO-SiO_2二元系晶体和玻璃的拉曼光谱研究

研究了CaO-SiO_2二元系晶体和玻璃的拉曼光谱,依据CaO和SiO_2摩尔比为1∶2和1∶1分别制备了Ca_2SiO_4和CaSiO_3晶体,同时又按照CaO的摩尔分数为0.50,0.40,0.33和0.25分别制备了C50S(CaO50·SiO_2),C40S,C33S,C_25S玻璃,采用共焦拉曼光谱仪测定了拉曼光谱,运用基于Materials Studio软件的CASTEP(Cambridge Serial Total Energy Package)模块对CaSiO_3和Ca_2SiO_4晶体的拉曼光谱进行了密度泛函理论计算,并运用量子化学从头计算法模拟研究了CaO-SiO_2二元系硅酸盐玻璃团簇的结构类型、振动波数及散射截面。根据理论计算对两种晶体的振动模式进行了归属,并且在CaO-SiO_2二元系玻璃的拉曼谱图中,较强谱峰主要集中在两个区域:低波数区(500~600cm~(-1))和高波数区(800~1 200cm~(-1)),低波数区以弯曲振动为主,高波数区则以伸缩振动为主。     

用1～18GHz啁啾脉冲傅里叶变换微波光谱仪检测化学反应（英文）

傅里叶变换微波光谱仪是测量分子转动跃迁的主要工具,是研究分子转动光谱学的重要仪器。以量子力学为基础的转动光谱学对物质分子的结构分析以及破解射电望远镜所捕获的深空分子信号至关重要,这使得微波光谱仪在相关领域能发挥不可或缺的作用。目前,世界各国都在致力于研制和改进微波光谱仪以提高仪器的分辨率、灵敏度、以及应用范围,我国也正在该类仪器研制上进行积极的探索,期望为该领域做出应有的贡献。介绍了一种工作频段在1~18 GHz的宽带啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪的设计和研制。该光谱仪用于线性频率扫描的宽带啁啾脉冲信号由采样速率为1.25 GS·s^-1的任意波形发生器产生。宽带啁啾脉冲信号经混频和放大后可覆盖特定的频率范围,随即通过喇叭天线传播到样品真空室与超音速膨胀的气相样品分子束相互作用。样品分子被激发后发出的分子自由感应衰减信号由接收电路导出并放大,然后直接在高速数字示波器上数字化。该微波光谱仪的诸多电子器件均由计算机控制,利用开发的LabVIEW程序可实现仪器的自动化控制。应用气体喷嘴技术能有效降低待测样品气体束在检测室的转动温度,使仪器获得更好的检测灵敏度。应用多脉冲自由感应衰减技术能大幅度提高信号采样频率从而进一步提高仪器灵敏度。利用实验室研制的啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪对盐酸和叔丁醇的化学反应进行了监测,并成功检测到了该反应的产物叔丁基氯。通过测量天然丰度下反应产物叔丁基氯及其单取代37Cl同位素异数体的分子转动光谱数据,并利用光谱分析软件拟合这些数据后得到了叔丁基氯精准的光谱参数(转动常数,离心畸变常数,核四极耦合常数等)和分子结构信息。将以上参数和结构信息与高斯计算结果对比后证实了本实验宽带光谱仪检测到的光谱数据具有高精准度。通过对比前人所测的光谱数据进一步展示了该实验宽带光谱仪在低频范围内杰出的测试性能。     

HQ-102精密激光测距仪

本仪器由湖北宜都向阳仪器厂研制而成,经鉴定认为:该仪器设计原理正确,测程和精度等主要技术指标均达到和超过原设计要求,是目前国内同类型仪器中精度和稳定性较好的一种测距仪,可以满足大地测量、地震监视和其     

拉曼光谱退偏度测量实验的设计及其应用的研究

本文根据拉曼光谱的理论,利用LRS-Ⅲ型激光拉曼光谱仪设计了拉曼光谱退偏度测量的实验,对四氯化碳CCl4退偏度测量的结果与理论计算值吻合;并以苯和环己烷为例,提出了根据拉曼光谱退偏度的测量判断未知物质的分子结构的方法及其在温度、压力等物理条件变化时动态研究分子结构和机理中的应用.     

多波长消荧光拉曼光谱仪的研制及应用研究

拉曼光谱技术作为探究分子、晶体及其结构特征的有力手段,具有快速、无损、样品用量小、无需前处理且适应性强等优点,已被广泛应用于食品安全、石油化工等领域。但在拉曼光谱应用中,常常受到荧光背景干扰,导致拉曼信号降低,严重的情况下拉曼信号甚至会淹没在荧光背景中。为解决拉曼技术在实际应用中荧光背景干扰的问题,从仪器角度出发,采用二色镜对多波长拉曼光谱进行光路耦合设计,研制了近红外拉曼光谱与移频差分拉曼复合一体的多波长消荧光拉曼光谱检测系统,其中近红外拉曼光谱采用1 064 nm激光光源设计,移频差分拉曼光谱选取784.5和785.5 nm两组激光光源进行时分复用,在移频差分拉曼光谱检测的同时,亦可获得两组单波长拉曼光谱数据。通过对比同步测试和分时逐次测试的强度及峰位稳定性,验证了多波长消荧光拉曼光谱仪的同步测试性能;选取了多种荧光背景强弱不同的样品,进行了单波长拉曼、近红外拉曼及移频差分拉曼光谱的对比分析。针对丙酮、乙腈等荧光背景较弱的样品,可采用单波长拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对食用油、红色塑胶微粒等荧光背景与拉曼信号强度相当的样品,可采用近红外拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对红酒、棕色塑胶微粒等荧光背景较强的样品,需结合近红外拉曼光谱和差分拉曼光谱对样品进行定性分析。研究表明：通过多波长消荧光拉曼光谱检测系统的研制,在常规单波长拉曼光谱技术的基础上,将两种抑制荧光干扰技术有机结合,有效扩充了应用领域及样品检测范围。     

一种用于冶金炉前快速分析的新仪器——激光诱导击穿光谱仪

冶金炼钢要求快速分析冶金炉前样品来及时掌握冶炼过程。文章介绍了自主研制的一种新型的光谱仪——激光诱导击穿光谱仪,该仪器采用ns级脉宽的Nd∶YAG激光器作为样品离子化光源,激光聚焦样品表面激发产生的等离子体光谱依次经帕邢-龙格光学系统进行分光、光电倍增管探测、门控积分器积分、模拟数字转换器转换后获得的最终结果输入计算机进行数据处理。和目前冶金炉前样品分析常用的光谱仪相比,该仪器无需样品预处理,分析速度快(1 min或更少),准确灵敏度高,非常适用于冶金炉前样品的快速分析。近年来随着光纤技术的迅速发展,使用该仪器进行钢液实时在线分析和动态控制冶金工艺必将成为现实。     

激光显微共聚焦拉曼光谱仪变温系统的设计与研制

针对常规激光显微共聚焦拉曼光谱仪无法满足物质变温,特别是低温测试需求的问题,设计了适用于拉曼光谱仪的高精度变温系统。该系统采用GM制冷机作为制冷源,利用高纯无氧铜作为导冷介质,通过将GM制冷机的冷量传导至样品台,并利用控温仪进行温度控制,可以实现待测样品10 K-402 K范围的温度变化控制,控温精度高于0.008 K。相比于常规的低温测试设备,该系统无需采用液氮、液氦进行制冷,大幅降低了设备的使用及维护费用。同时,使用激光显微共聚焦拉曼光谱仪搭载该系统,成功获得了Si、V₂O₅等材料的变温拉曼光谱,验证了激光显微共聚焦拉曼光谱仪变温系统设计的可靠性。     

激光共聚焦显微拉曼光谱仪校准程序

作为一种常规光谱测量技术,拉曼光谱仪应用广泛并具有特定的校准方法。主要面向激光共聚焦显微拉曼光谱仪,概括介绍了激光共聚焦显微拉曼光谱仪的测量原理、结构及主要组成部分,重点介绍了激光共聚焦显微拉曼光谱仪的校准项目和校准过程,重点是分光计(摄谱仪)校准和激光器激发波长校准。在传统校准方法的基础上提出了一种更准确、新的获得实际激发波长的方法,即在Δν=0处校准的方法。根据此新的激发波长校准方法测量单质硫的拉曼频移,并将硫的拉曼频移值与美国材料与试验协会(ASTM)值比较。结果表明此校准步骤正确,从而进一步提出了一种更为合理的激光共聚焦显微拉曼光谱仪的校准程序。     

FTIR和Raman用于盐酸曲马多的结构分析

采用AVATAR 360型傅里叶变换红外光谱仪和RM-1000型激光共聚焦拉曼光谱仪测定盐酸曲马多的红外光谱和拉曼光谱。拉曼光谱和红外光谱中均显示出了盐酸曲马多的特征峰,都能够用于其结构鉴别。采用红外、拉曼光谱这两种方法互相印证,互相补充,可增强鉴定的准确性、可靠性。     

基于最优化线性波数光谱仪的谱域光学相干层析成像系统

相比传统光谱仪,基于线性波数光谱仪的谱域光学相干层析(OCT)无需对非线性波数干涉光谱数据进行重采样和插值,可大大减少数据计算量并提高成像灵敏度.通过模拟计算干涉光谱信号和点扩散函数,以点扩散函数半峰全宽值的倒数作为评价准则,可以优化包括色散棱镜材料的折射率、顶角角度以及衍射光栅和色散棱镜之间旋转角角度的线性波数光谱仪的结构参数.根据优化结果,实验中选用F2玻璃等边色散棱镜,以光栅-棱镜间旋转角角度为21.8°搭建了最优化线性波数光谱仪,并引入谱域OCT成像系统.实验测得成像系统的轴向分辨率达到8.52μm,灵敏度达到91 dB,6 dB成像深度达到1.2 mm.结合具有通用并行计算能力的图形处理卡,在无需重采样和插值的情况下可实时处理和显示人手指指甲皮肤接缝处的横断面OCT图像,验证了基于最优化线性波数光谱仪的谱域OCT系统的成像性能.     

干涉型光谱仪高精度光谱定标方法

干涉型光谱仪获取光谱的干涉数据信息,数据处理过程中将干涉信息进行一系列光谱复原,最终得到光谱信息数据。光谱定标处理是干涉型光谱仪光谱反演的重要环节,直接决定了光谱信息的可用性和准确度。介绍了干涉型光谱仪光谱定标的基本思路,并在此基础上提出了一种基于总光程差精确解算的光谱定标方法。由于干涉型光谱仪总光程差难以精确测量,而总光程差解算是光谱定标的核心和关键,基于此情况,提出了遍历总光程差,分析光谱漂移,最终确定干涉型光谱仪总光程差的总体思路。定标处理中将所有总光程差可能值带入光谱复原流程,进行光谱复原与分析,最终得到光谱漂移最小的总光程差,即为总光程差解算值。该方法可以精确解算干涉型光谱仪的总光程差,进而对干涉型光谱仪进行高精度光谱定标。同时介绍了详细、完整的光谱定标流程,最终得到干涉型光谱仪各个波段的中心波长值、波数分辨率等。最后设计了典型的干涉型光谱仪主要参数,并生成了该光谱仪的模拟干涉数据,利用该方法对模拟数据进行光谱定标,并对光谱定标结果进行了精度分析和验证,证明该方法波数分辨率定标精度优于0.000 25 cm-1。