光热偏转光谱法的研究

为了建立棱镜型光热偏转光谱法的理论框架,采用棱镜的光色散特性研究了激励光源对待测样品表面周期性照射情况下的探测光偏转角与光热信号之间的解析关系。得到了棱镜型样品表面周期性变化的偏转角表达式。实现结果表明,该方法比传统型光谱法具有理论模型简单、实验容易实现、分辨率高、灵敏度高等优点。     

横向激光光热偏转相位法测量金刚石薄片的热扩散率

本文介绍横向激光光热偏转装置的优化设计及其利用相位信息测量CVD金刚石薄片的热扩散率,并和脉冲激光光热辐射方法测量的结果相比较.     

激光光热偏转成象法无损检测光学薄膜的激光损伤

介绍了应用激光光热偏转成象法无损检测光学薄膜激光损伤的基本原理，由此建立了实验检测装置，对光学薄膜表面的激光损伤进行了扫描检测，并以直观的灰度象显示. 实验结果证明了激光光热偏转成象法检测光学薄膜激光损伤具有直观、有效、可确定损伤阈值的优点.     

基于偏振分光棱镜的表面等离子体波传感系统

常规棱镜表面等离子体共振(SPR)传感器检测系统共振波谷浅且谷底平坦,从而导致共振波长不易确定。在常规棱镜SPR传感器系统基础上,加入偏振分光棱镜(PBS),构建了一种新型棱镜SPR传感器系统。对PBS的分光带宽展宽进行了研究,提出了基于膜系设计的展宽方法。在无水乙醇检测的实验中,滤除s偏振光后,共振波谷谷底曲率半径由86.2394减小到39.3990,近似减少为滤除s偏振光之前的1/2,这与理论分析相吻合。采用常规和新型棱镜SPR检测系统分别对折射率在1.32~1.39内的6种液体进行了测量,分辨率从1.62×10-4提高到1.55×10-4。该系统能较好地滤除s偏振光,使得共振波谷更加尖锐,从而提高共振光谱的检测精度。     

椭圆偏振光谱法教学中的解谱建模渗透

利用椭偏光谱技术可以快速准确地获得薄膜的厚度、光学常数等信息,在材料学本科及研究生相关专业的教学中占有重要地位.但教学中大多注重理论原理分析,而对于椭偏解谱建模较少涉及.本文较全面地介绍了解谱中常用的各种模型并详细阐述了各自的适用范围,进一步通过应用实例系统研究了椭偏解谱建模的方法和技巧.     

消谱线弯曲棱镜-光栅型成像光谱仪设计

针对平面光栅和棱镜成像光谱仪难以校正谱线弯曲的问题,提出了利用棱镜-光栅(P-G)组合分光元件并结合系统物镜畸变校正谱线弯曲的方法。分别计算了棱镜和光栅产生的谱线弯曲以及P-G组合元件产生的光谱弯曲,分析了棱镜和光栅的谱线弯曲特性,并基于此设计了P-G组合分光元件和消谱线弯曲成像光谱仪结构。通过优化设计得到光学系统的光谱分辨率高于2nm,点列图均方根(RMS)半径小于8μm,系统谱线弯曲和光谱弯曲小于2μm。证明了P-G组合元件结合系统物镜畸变可补偿校正整个工作波段的谱线弯曲和光谱弯曲。最后的设计结果表明,基于P-G分光元件的成像光谱仪系统在满足像质要求的前提下,谱线弯曲小于1/4像元尺寸,满足使用要求。     

基于角锥棱镜和面阵CCD的动态基座航向角校准

研究用于飞行器等动态基座航向角校准的大范围、中高精度航向角度测量系统.系统采用2个面阵电荷耦合装置(CCD)检测反射光斑的相对位置,实时测定动态基座航向角,为避免基座晃动的影响,提出了角锥棱镜反射测量方法并设计了整套光路,所需元件少,结构简单,光路调谐简便,适合空中作业.根据预估参数搭建了实验系统,对面阵CCD传感器的检测信号进行阈值分割处理后,采用重心亚像素检测方法,定位精度达到0.4像元大小,航向角度测量不受基座晃动影响,测量精度优于1',测量范围满足±10°,为应用于外场实验打下了基础.     

红外光谱结合偏最小二乘法定量分析毛竹/聚丙烯复合材料的主成分

木塑复合材料(wood plastic composites, WPC)中生物质和塑料的比例影响其物理力学性能和价格。建立一种快速、准确的方法预测WPC中生物质和塑料的含量对于WPC市场的进一步发展具有重要作用。现有的检测方法主要为热分析法,然而,热分析法固有的缺陷(包括检检测时间长、测精度低、操作复杂等)严重限制了其应用范围。为此,本研究采用红外光谱(FTIR)结合偏最小二乘法(PLS)对毛竹/聚丙烯(PP)复合材料样品中毛竹及PP的含量进行了快速测定。以毛竹为生物质填料、PP为基体材料,同时加入一定量的添加剂,采用挤出成型法制备了42个不同毛竹/PP比例的WPC样品。采用KBr压片法收集42个WPC样品的红外光谱数据,利用PLS-2和完全交互验证方式建立样品中毛竹及PP含量和光谱数据间的相关性模型。内部交互验证结果表明,对原始光谱进行一阶导数和SNV预处理后,选择1 800～800 cm-1 波段建立的模型性能最佳。毛竹和PP含量的校正模型决定系数R2均为0.955,校正标准偏差SEC分别为1.827和1.848。毛竹和PP含量的预测模型决定系数R2均为0.950,交互验证标准偏差SECV分别为1.927和1.950,RPD值均为4.45。外部验证结果表明,毛竹和PP含量相对预测偏差均低于6%,FTIR结合PLS法可以同时快速、准确地预测毛竹/PP复合材料中毛竹及PP含量。     

NIR光谱结合稳定等效MW-PLS方法用于高脂血症指标分析

基于稳定性、等效性对移动窗口偏最小二乘(MW-PLS)方法进行改进,应用于高脂血症指标总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)无试剂近红外光谱分析的波长优化。提出兼顾随机性、稳定性的定标、预测、检验框架。从全体人血清样品(阴性145、阳性158,共303)中,随机选取103个为检验集(阴性44、阳性59),余下为建模集(阴性101、阳性99,共200),再将建模集随机划分为定标集(阴性51、阳性49,共100)、预测集(阴性50、阳性50,共100)共50次;基于所有划分的平均预测效果优选模型参数,使得模型具有稳定性;采用样品优选的模型进行检验。TC,TG最优MW-PLS波段分别为1 556～1 852,1 542～1 866 nm;为了解决由于材料性能、成本的因素对仪器分光系统设计的制约,提出等效模型集,并得到TC和TG等效模型集的唯一公共波段1 542～1 852 nm。检验结果表明：采用最优MW-PLS波段,检验样品的TC和TG预测均方根误差(V_SEP)分别为0.177和0.100 mmol L-1、相关系数(V_R_P)分别为0.988和0.996,高脂血症的灵敏度、特异性分别为95.0%和90.5%;基于公共等效波段,TC和TG的V_SEP值分别为0.177和0.101 mmol·L-1、V_R_P值分别为0.988和0.996,灵敏度、特异性分别为92.7%和90.3%。结论：近红外光谱结合稳定等效MW-PLS方法提供了一种有潜力的大人群血脂检测工具。      

香草酸酰胺衍生物的制备及其止血活性的动力学法研究

以香草酸为母体,分别与6-氨基己酸(EACA)、止血芳酸(AMBA)和止血环酸(AMCA)反应,合成3种未见文献报道的香草酸酰胺衍生物,并采用IR、ESI-MS、1H NMR和13C NMR进行结构鉴定。以传统方法、荧光动力学法和紫外动力学法测定其对血浆复钙时间(PRT)的影响。为了研究衍生物在血液中的稳定性,在模拟生理条件下,运用荧光光谱、紫外光谱及分子对接技术研究了它分别与人血清白蛋白(HSA)的结合。结果表明,3种衍生物在一定浓度范围内都可以有效缩短PRT,具有显著的止血活性。新的动力学测定方法,不仅有效避免了传统方法引入的人为误差,重现性良好,而且判断标准更加科学,并可以获得更多血浆凝结过程中的信息。3种衍生物均主要通过氢键和范德华力与HSA结合形成稳定的复合物,表明它可通过HSA在血液中传递并运输到相应部位而发生药理作用。     

Infrared Photothermal Deflection Spectroscopy of Carbon-Supported Metal Catalysts

The infrared (IR) study of surface species and reactions occurring on solids has contributed markedly to our understanding of surface chemistry and heterogeneous catalysis, and a wide variety of solids has been examined. However, an entire class of catalysts consisting of metal dispersed on carbon has never been studied because the carbon catalyst support absorbs IR radiation so strongly in even the thinnest practical layers that conventional IR techniques fail. As IR data would be helpful in understanding how such catalysts function, we have explored the feasibility of examining carbon-supported catalysts with photothermal beam deflection spectroscopy (PDS) and describe the first IR spectra ot surface species on a Ni-on-carbon catalyst.     

光束通过三棱镜的偏折情况再探讨

针对本科教学中学生关于三棱镜对光束偏折情况提出的疑惑,对光束通过三棱镜的多种偏折情况进行了详细分析,讨论了入射角、折射率、棱镜顶角对出射光线偏折方向的影响,给出了三棱镜的顶角和折射率的取值范围以及入射角的取值范围对光线是否能从出射边界射出,以及出射光线的偏折方向的影响,进一步讨论了光束的偏向角与三棱镜各参数之间的关系,给出了确定最小偏向角的简单方法.     

New calibration method for UV-VIS photothermal deflection spectroscopy set-up

Photothermal deflection spectroscopy has emerged as a useful technique for the determination of the absorption of materials with a small absorption coefficient. The technique offers relative values of the material absorptivity and, therefore, requires a calibration procedure in order to determine the absolute values. In this work, we present a new calibration method for a photothermal deflection spectroscopy set-up working in the UV-VIS, spectral range. The method is based on the use of reference samples with different levels of absorption. The samples, consisting of single thin films of amorphous carbon on transparent substrates, are optically characterized by means of spectrophotometric measurements. The accurate characterization of the samples enables the computation of their corresponding optical absorptivity in the PDS set-up. The calibration method is cross-checked by comparison of the measurements for the different reference samples and is finally applied to the study of the absorption of dielectric films in the UV.     

Pulsed-laser Pumped Photothermal Deflection Spectroscopy for Liquid Thermal Diffusivity Measurement

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｉｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ .Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ,ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｌｉｑｕｉｄｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｙｉｓａｌｓｏｉｍｐｏｒｔａｎｔｗｈｅｎｔｈｅｌｉｑｕｉｄｉｓｕｓｅｄａｓａｃｏｏｌａｎｔｆｏｒｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒａ…     

Pulsed-laser Pumped Photothermal Deflection Spectroscopy for Liquid Thermal Diffusivity Measurement

The pulsed-laser pumped photothermal deflection spectroscopy (PPDS) is applied to measure liquid thermal diffusivity in a modified collinear configuration. Here the pulsed beam is regarded as in the form of a Dirac delta function. The experiment setup used is described. Measurement result for the thermal diffusivity of a liquid sample(magnta/ethanol saturated solution) is reported. The measurement error is less than 3%.     

A Wall Effect in the Photothermal Beam Deflection Response of Infrared-Absorbing Gases

FTIR photothermal beam deflection (PBD) spectroscopy was used to record PBD spectra of IR-absorbing gases in presence of IR-absorbing and non-absorbing solids. The presence of the solid, IR-absorbing or not, causes asymmetry at the juncture of the IR and probe laser     

角锥棱镜的远场衍射特性

角锥棱镜具有空间反射特性，广泛用作激光测距的合作目标，不同的使用情况有不同的精度要求，对用于远距离测距的角锥棱镜其远场衍射特性将直接影响测距效果。通过对角锥棱镜角度误差和面形误差的分析，建立了具有角度误差和面形误差的角锥棱镜的出射波面的波差分布，并按照光波的衍射原理计算具有误差的角锥棱镜的远场衍射图。通过衍射图可以看出出射光束的发散程度随着角度误差的增加而增加，直至完全分离成六束光束。同时，面形误差的增加将导致衍射图的急剧恶化，使出射光束的质量明显降低。角锥棱镜的衍射特性对角锥棱镜的设计和评价具有指导意义。     

利用近红外光谱和X射线衍射技术分析木材微纤丝角

利用近红外光谱和X射线衍射法对木材的微纤丝角进行了快速预测。微纤丝角是影响木材性质的最重要的物理量之一,木材资源利用和林木品质改良都要求能快速、方便地测定木材的微纤丝角。 该实验首先利用X射线衍射仪,快速测量和计算出154个杉木木材样品的微纤丝角。然后,依据木材不同成分在近红外区的不同吸收特性,在近红外光谱数据与X射线衍射仪测定的微纤丝角之间建立相关模型。结果表明,二者之间具有很好的相关性,其校正模型和预测模型的相关系数(r2)分别达到0.867和0.816。