LB膜中螺吡喃材料的光学性质研究

利用ＬＢ技术制备螺吡喃有序分子膜，研究了气液界面上螺吡喃材料在不同成份和不同ｐＨ值亚相时的成膜行为，着重研究了螺吡喃在ＬＢ膜这个特殊介质环境中不同于溶液的光致变色机理和光学性质     

钙钛矿中热载流子的超快光谱探测

热载流子能量耗散是太阳能电池效率损耗的主要来源之一.近年来,钙钛矿中的热载流子效应获得了研究人员的广泛关注.相比于传统半导体材料,钙钛矿具有较慢的热载流子冷却过程,有望利用这些热载流子,提高太阳能电池的能量转换效率,克服单结太阳能电池的Shockley-Queisser极限.本文主要阐述了近几年人们利用超快光谱技术在钙...     

光系统ⅡChl分子能量传递超快光谱动力学

利用ICCD飞秒扫描成象和飞秒时间分辨光谱装置实验研究了高等植物捕光天线LHCⅡ三聚体和PSⅡ颗粒复合物的超快光谱动力学,经过吸收光谱和发射光谱分析,确定在LHCⅡ三聚体中至少存在7种Chl分子光谱特性,分别是Chlb658.7653/656、Chla665.2662.0、Chla/b671.1670/671、Chla677.1675.0、Chla682.9680/681、Chla689.1685.0和Chla695.6695.0.采用光强1013光子/cm2/脉冲激励浓度为30μg/mL的捕光天线LHCⅡ三聚体,在650nm到705nm谱段逐点探测分析处理,产生了2组短寿命组分210fs、520fs和5.2ps、36.7ps及2个长寿命组分1.8ns、2ns.最快的3个寿命210fs、520fs和5.2ps反映了三聚体Chlb分子向Chla分子的激发能传递过程;寿命36.7ps反映了Chla分子向相邻单体Chla分子的激发能传递过程;最长的2个寿命1.8ns和2ns是在三聚体中Chla分子通过中间体Chla分子辐射荧光,分别跃迁回基态的过程.获得的6个寿命组分有把激发能传递时间与Chla/b分子发射光谱相结合的特点.经拟合处理解析PSⅡ颗粒复合物光谱,得到3个组分谱,其峰值分别为686.8nm、692.2nm和694.9nm,与LHCⅡ比较分析,说明天然构型的PSⅡ有很强的吸收光能和有效传递光能的本领.     

光系统ⅡChl分子能量传递超快光谱动力学

利用ICCD飞秒扫描成象和飞秒时间分辨光谱装置实验研究了高等植物捕光天线LHCⅡ三聚体和PSⅡ颗粒复合物的超快光谱动力学,经过吸收光谱和发射光谱分析,确定在LHCⅡ三聚体中至少存在7种Chl分子光谱特性,分别是Chlb_653/656^658.7、Chla_662.0^665.2、Chla/b_670/671^677.1、Chla_675.0^677.1、Chla_680/681^682.9、Chla_685.0^689.1和Chla_695.0^695.6.采用光强1013光子/cm²/脉冲激励浓度为30μg/mL的捕光天线LHCⅡ三聚体,在650nm到705nm谱段逐点探测分析处理,产生了2组短寿命组分210fs、520fs和5.2ps、36.7ps及2个长寿命组分1.8ns、2ns.最快的3个寿命210fs、520fs和5.2ps反映了三聚体Chlb分子向Chla分子的激发能传递过程;寿命36.7ps反映了Chla分子向相邻单体Chla分子的激发能传递过程;最长的2个寿命1.8ns和2ns是在三聚体中Chla分子通过中间体Chla分子辐射荧光,分别跃迁回基态的过程.获得的6个寿命组分有把激发能传递时间与Chla/b分子发射光谱相结合的特点.经拟合处理解析PSⅡ颗粒复合物光谱,得到3个组分谱,其峰值分别为686.8nm、692.2nm和694.9nm,与LHCⅡ比较分析,说明天然构型的PSⅡ有很强的吸收光能和有效传递光能的本领.     

DCM掺杂PVK体系的超快光谱

利用稳态荧光光谱和时间分辨超快光谱研究了DCM掺杂PVK(聚乙烯咔唑)体系的发光特性和能量转移。根据DCM的吸收光谱与PVK的荧光光谱,用Frster理论估算出DCM:PVK掺杂体系能量转移的临界半径及其效率。在DCM:PVK掺杂薄膜中,随着掺杂浓度的升高,DCM的发射强度增强,PVK的发射强度减弱,两者相对强度之比与估算结果一致。还利用时间分辨超快光谱研究了DCM:PVK掺杂薄膜体系的能量转移动力学过程,观察到DCM:PVK掺杂薄膜的荧光寿命随着掺杂浓度的升高逐渐变短。结果表明,在DCM:PVK掺杂薄膜中,存在从PVK到DCM较为有效的Frster能量转移。     

新型偶氮苯侧链共聚物的超快光致双折射特性

采用抽运探测方法测量了一种新型的含 4 偶氮苯 4′ 偶氮苯酚侧链的共聚物 (DAP PGMA)的光致异构特性。实验结果表明DAP PGMA比含单偶氮苯侧链共聚物P (MMA co MAZ)有较大的光致双折射效应 ,Δn～ 6 .6 0× 10 -4 ;同时DAP PGMA比P(MMA co MAZ)具有更快的开启速度 ,光致向向异性上升时间为 40 ps,这种皮秒量级的快过程对应于双偶氮苯生色团的顺反异构过程。     

飞秒超快光谱技术及其互补使用

超快光谱技术是研究物质激发态过程的重要手段,本文对飞秒时间分辨荧光技术和飞秒泵浦探测技术这两个重要的超快光谱技术进行了详细介绍,阐述了系统的原理、光路及数据处理方法,给出了不同的实现方法并比较了其优缺点。最后通过一个实例说明这两个技术的互补性,通过结合使用两个系统,能够对科学问题进行更全面可靠的研究。     

超快时间分辨多元瞬态光栅光谱实验

简述了超快时间分辨多元瞬态光栅光谱的实验原理、装置和光路图,观测了多元瞬态光栅在Rhodamine 6G(Rh6G+)/N,N-diethylaniline(DEA)体系中的超快光致电子转移的物理过程.实验结果表明:使用超快时间分辨多元瞬态光栅光谱技术在440nm处得到的DEA+动力学很好地描述了从DEA+到Rh6G+*的前向电子转移.     

通过具有偏振选择性的紫外/红外混频超快光谱探测有机光电薄膜中的相对分子取向

分子堆积模式是决定电子/能量转移过程的关键因素,影响有机薄膜器件的光电特性. 本文通过具有偏振选择性的紫外/红外混频超快光谱研究了7-(二乙氨基)香豆素-3-羧酸和苝两种有机分子的薄膜. 并利用分子间能量/电子转移引起的信号各向异性变化来计算供体的电子跃迁偶极矩与受体的振动跃迁偶极矩之间的夹角,从而得出两个相邻分子之间的相对取向. 用这种方法测得7-(二乙氨基)香豆素-3-羧酸薄膜的相对取向角为53.4o,接近其单晶结构的60o,苝薄膜的相对取向角为6.2o,也接近其单晶结构的-0.2o. 除了实验中的不确定性,这种方法确定的角度与单晶的角度之间的微小差异还可能源于薄膜样品是多晶的,且其中一些分子是无定形的.     

超快光谱技术及其在凝聚态物理研究中的应用

近年来备受关注的超快光谱技术拥有诸多特色,例如极高的时间分辨率,丰富的光与物质的非线性相互作用,可以用光子相干地调控物质的量子态,其衍生和嫁接技术带来许多凝聚态物理实验技术的变革等等.文章介绍了超快光谱技术的一般原理、时间分辨的技术实现和典型构型,并通过具体实例来展示该实验手段在凝聚态物理研究中的应用.     

使用超快拉曼光谱技术研究四极矩给体-受体-给体分子的激发态动力学

具有对称结构和四极矩性质的给体-受体-给体分子在激发态通常展现出从离域的电荷转移态向局域的电荷转移态转化的电荷重分布过程,该现象已被多种超快时间分辨光谱技术进行了大量研究. 飞秒受激拉曼光谱是一种常用的超快时间分辨光谱,该光谱可以通过检测分子内特定的振动模来研究分子激发态动力学. 本研究采用的4,4''-(1,3-丁二炔-1,4-二基)双(N,N-二(4-甲氧苯基)苯胺)含有位于中间位置的两个相邻炔基(电子受体)和对称分布在分子两侧的N,N-二(4-甲氧苯基)苯胺(电子给体). 研究发现,飞秒受激拉曼光谱能够实时观测该分子在溶剂中发生的激发态电荷重分布过程. 该结果将有助于深入研究具有相邻特征官能团的对称四极矩分子光致电荷局域/离域动力学.     

大高良姜中活性物质的分子光谱研究

1′-乙酰氧基胡椒酚乙酸酯的抗菌、抗癌等生物活性正逐渐为国内外的研究证实,是一具有前景广阔的化合物,而植物大高良姜是其丰富的天然来源之一。本文采用不破坏样品原始性状的红外光谱与拉曼光谱技术对从大高良姜中提取提纯的生物活性物质进行了分子光谱的表征与结构分析,为其进一步的开发利用提供鉴别的依据。     

Fluorescence Quenching of Auramine in Fluid Solutions: A Femtosecond Spectroscopy Study

The quenching of Auramine fluorescence in ethanol is studied by two ultrafast spectroscopy techniques. The gain band, probed by transient absorption spectroscopy, vanishes in a few picoseconds, while a transient absorption band rises and the ground-state repopulation is delayed. In up-conversion experiments, nonexponential wavelength-dependent fluorescence decays are observed. The average decay times increase with the wavelength and the reconstructed instantaneous spectrum exhibits a few hundred-wavenumber red shift and a broadening while its intensity drops. The previously proposed relaxation model, involving a barrierless internal twisting motion toward a transient dark state, is further examined. In particular, the extinction coefficients of the transient state are extracted from the differential absorption spectra. The band is found to lie in the same wavelength range as the dimethylaniline cation radical. This result is discussed as a possible support for an internal twisting process involving a charge shift.     

CO2分子的近红外二极管激光吸收光谱灵敏探测

利用近红外二极管激光波长调制技术与二次谐波探测结合初步观测了CO2 分子在波长 1.5 7μm附近的吸收 ,获得了最小可探测吸收为 8.6× 10 -5(信噪比为 2 ) ,对应 5 0 0× 10 -6m-1的探测灵敏度。     

黄芩及其提取物红外光谱与二维相关光谱的鉴别

采用二维红外相关技术,对黄芩原药材、饮片及其提取物进行分析研究。在一维红外光谱中,各样本间的谱图十分相似,导数光谱分析发现,经过炮制之后在1 745和1 411 cm-1处吸收峰向高波数位移,1 357 cm-1处吸收峰向低波数位移。二维红外谱图显示的药效组分特征差异明显,生黄芩在1 300～1 800 cm-1波数范围内有4个特征峰,以1 575 cm-1最强;黄芩片的自动峰有3个区域;酒黄芩的自动峰有2个区域。各区域内自动峰均为正相关。不同样品总苷提取物的一维谱图显示, 在1 615, 1 585, 1 450 cm-1(苯环骨架振动)和1 658 cm-1(CO)附近均有特征吸收,二阶导数谱图给出在1 656 cm-1(黄酮的CO)附近有特征峰,推测共有的成分为酚苷类化合物。二维谱图在800～1 800 cm-1波段均体现苯环骨架振动的5个自动峰1 366,1 420,1 508,1 585,1 669 cm-1。可见红外光谱宏观指纹技术可提供大量整体信息,能够较准地把握黄芩的整体质量。可用于研究黄芩药材及饮片特征的相关性。     

Characterization of Greenhouse Soil Properties Using Mid-infrared Photoacoustic Spectroscopy

ABSTRACT

Evaluation of soil fertility is required for the sustainable production in greenhouses; however, routine agrochemical analytical methods are not practical since most of them are too time consuming and costly. In this study, Fourier transform midinfrared photoacoustic spectroscopy (FTIR-PAS) was applied as an alternative technique in the fast characterization of greenhouse soils. Nine source clays and 235 soil samples were obtained from different greenhouses in China, and their counterpart open-field soils were also sampled for comparison. The FTIR-PAS spectra of soil clays and soils were recorded with the wave-number range of 600–4000 cm^?1, and clear differences were observed among the spectra; soil organic matter (SOM) and soil clay played the main role in the spectral absorption. Partial least square regression (PLSR) models coupled to optimized spectral pretreatment were used to predict greenhouse soil properties, and FTIR-PAS spectra were closely related to SOM (R² = 0.94) and soil total nitrogen (R² = 0.90). For the other soil properties—such as pH, EC, water extractable P, K, Fe, and Cu—the calibration results were excellent or acceptable. These results suggested that FTIR-PAS could be used to determine most of greenhouse soil properties. Since the technique of FTIR-PAS is rapid and inexpensive, and it requires no sample pretreatment and little sample mass, it can be used in fast characterization of greenhouse soil and is a promising method for the management of greenhouse soil.     

互相关法实现超短脉冲精确延时的探测及控制

在超短超强激光装置中, 强激光与靶物质相互作用产生等离子体, 为了获知等离子体的演化规律, 需要准确控制探针光与打靶主激光的相对延时, 精度须达到几十飞秒至几皮秒。为此设计了一台延时测量仪, 该测量仪基于超短脉冲强度二阶单次互相关测量原理, 利用非线性晶体的非共线和频效应, 采用线阵CCD采集探针光与打靶光产生的和频光空间光强分布曲线, 通过测量和频光强峰值的相对移动量, 反映探针光与打靶光的相对延时, 控制延时光路达到两光束的精确延时。详细阐述了该延时测量仪的构型, 讨论了超短脉冲强度互相关测量的原理, 理论分析了两光束的相对时间差与和频光峰值相对移动量之间的关系, 通过数值模拟给出了两光束夹角对延时测量精度的影响, 可根据不同要求改变两光束夹角更换晶体, 以满足延时精度及延时范围的要求。在理论分析的基础上进行了初步的实验验证。     

Study of Organized Media Using Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy

Many photophysical processes which occur on an ultrafast time scale in ordinary liquids become significantly retarded in organized assemblies, by two to three orders of magnitude. Recently many groups have applied ultrafast laser spectroscopy and theoretical methods to elucidate this dramatic phenomenon. Although the implications of this phenomenon in biology and chemistry are not yet fully understood, it has been demonstrated that ultrafast time-resolved fluorescence spectroscopy is a very powerful tool to study the microscopic properties of the organized assemblies and that water or other liquids confined inside these assemblies are fundamentally different from the corresponding liquid in bulk.     

鼻咽癌细胞分泌物的拉曼光谱研究

Plasminogen Activator Inhibitor 1(纤溶酶原激活物抑制物1, 简称PAI-1)在鼻咽癌(Nasopharyngeal Carcinoma, 简称NPC)分泌物中大量存在。本文绘制了Plasminogen Activator Inhibitor 1的分子结构, 根据局部能量最低原理对其做了结构优化, 给出了空间结构参数, 然后利用DFT B3LYP/3-21G基组计算了其拉曼光谱, 并对102 cm-1至4559 cm-1区间的谱线进行指认。理论计算Plasminogen Activator Inhibitor 1的拉曼光谱将有助于鼻咽癌的临床检测技术的提高。     

硅藻土表面羟基的漫反射红外光谱(DRIFT)研究

运用傅里叶变换漫反射红外光谱（DRIFT）及氘化技术,研究了硅藻土的表面羟基结构及其在热处理中的变化。