新型永久光谱烧孔材料及机理研究

利用永久光谱烧孔(Persistent spectral hole burning(PSHB))可使光学信息存储密度提高三个数量级以上[1].这一重要应用前景激励科学家探索和寻求具有较高的非均匀(inhomogeneous)线宽与均匀(homogeneous)线宽之比(决定存储密度)和可擦除性(erasable)新型光谱烧孔材料.有机材料易于进行分子设计和组装,是较理想的光存储(optical storage)材料.     

室温下的永久性光谱烧孔

本文首次报导了Sm2+掺杂的碱土金属氟卤化物在室温下的光谱烧孔.室温下永久性光谱烧孔的实现,将对频域光存储的应用起到推动作用.     

光谱烧孔技术

论述了光谱烧孔技术的动力学理论模型 ;介绍了单光子烧孔和多光子烧孔所取得的实验结果 ;讨论了光谱烧孔的发展趋势 :提高烧孔度 ,实现室温烧孔和提高探测及读出时的信噪比。问题的关键在于光致填孔机制的研究。同时提出将它投入实际应用亟待解决的问题 ,即作为一种可能的高密度频域光信息存储手段所亟待解决的问题是开发适应于此技术的新材料 ,深入研究材料体系的烧扎特性     

持久光谱烧孔动力学的理论模型和实验研究

建立了单光子光化烧孔的三能级模型，求解了反映质子转位变构机制的速率方程组，推导了成孔过程的动力学特性，获得了可与实验进行比较的解析解．用时域和频域两种方法测量了ＴＨＰ／ＰＭＭＡ和ＴＭＰ／ＰＭＭＡ薄膜样品光谱烧孔的动力学过程，得到与理论分析一致的规律，并测得了有效成孔速率和成孔时间等参数．这些参数对于评价频域光存贮材料性能有一定意义．     

卟啉类有机体系THP／PMMA的永久性光谱烧孔

首次报道了四-对羟基苯基卟吩/有机玻璃体系(THP/PMMA)的单光子永久性光谱烧孔.研究了烧孔特性和成孔条件.测量了孔的稳定性,在液氦温度下孔的保存时间已超过几个小时.实现了孔的擦除和重复烧孔.探讨了烧孔机制,认为激光诱导质子转位变构是导致该体系永久性光谱烧孔的原因.     

光谱烧孔的偏振探测

在光子选通给体０体电子转移光谱烧孔的实验基础上，新采用了偏振方法探测烧出的孔，使孔的检测灵敏度和信噪比均得到了大幅度的提高。以此为工具，烧出了很好的多孔，并做了一系列样品烧孔性能的测试和分析。     

光谱烧孔中孔的宽度和深度与烧孔光持续时间的关系

本文由光学Bloch方程出发,讨论了二能级系统光谱烧孔中孔宽和孔深与烧孔激光脉冲持续时间的关系.在强场下短脉冲烧孔中,用π脉冲可以得到足够深且宽度小于稳态值的孔.弱场下,孔深与烧孔时间成指数关系.Bloch方程的修正对上述两种条件下烧孔行为的描述无明显影响.以二能级系统光谱烧孔为基础,讨论了永久性光谱烧孔和光子选通光谱烧孔中孔的行为.     

全息光栅光谱烧孔系统和材料特性的研究

建立了全息光栅光谱烧孔技术中，系统的存储密度，读出信噪比和材料特性，读写条件关系的数理模型，计算机模拟定量分析得到了最佳材料特参量空间。研究表明，全息光栅光谱烧孔技术可放宽系统对材料特性的要求，将为烧孔材料研究提供新的理论依据。     

频域中固体多重光谱烧孔研究

报道固体选通光谱多重光谱烧孔研究的新进展，分析影响多生烧孔形成的一些主要因素，首次报道了在有机材料ＺｎｔｂＰ／ＣＡ／ＰｈＲ的非均匀加宽线内获得一次连续烧出１００多光谱孔的结果，还进一步报道用穿带激光获得更窄线宽的光谱烧孔的情况。     

光子选通多重光谱烧孔中的光致填孔机制

报道了给体－受体电子转移型材料ｚｉｎｃ－ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｏｐｏｒｐｈｒｉｎ＋ｚｉｎｃ－ｔｅｔｒａｐｈｅｙｌ ｂｅｎｚｏｔｒｉｂｅｎｚｏｐｏｒｐｈｒｉｎ／ｐｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚａｌｄｈｙｄｅ／ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ）ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ的光子选通多重烧孔过程。结果表明要获得高质量的多重光谱孔，从短波往长波的逐次烧孔更为有效。其影响来自与波长有关的光致填孔现象，造成该填孔的主要机制     

高信号背景比的持久性偏振光谱烧孔

用偏振光谱方法对有机固体材料频域存贮材料进行单光子和双光子的选通光谱烧孔，获得了高的信号背景（噪声）比（ＳＢＲ）。文章介绍偏振光谱烧孔原理和实验上得到高信号背景比的方法和结果，展示了偏振光谱烧孔技术在高分辨光谱和频域信号存贮应用的良好前景。     

Spectral Hole Burning via Kerr Nonlinearity

Spectral hole burning is investigated in an optical medium in the presence of Doppler broadening and Kerr nonlinearity. The Kerr nonlinearity generates coherent hole burning in the absorption spectrum. The higher order Kerr nonlinearity enhances the typical lamb dip of the hole. Normal dispersion in the hole burning region while Steep anomalous dispersion between the two hole burning regions also enhances with higher order Kerr effect. A large phase shift creates large delay or advancement in the pulse propagation while no distortion is observed in the pulse. These results provide significant steps to improve optical memory, telecom devices, preservation of information and image quality.     

二价钐离子谱线的非均匀加宽、荧光窄化和永久性光谱烧孔

基于光谱烧孔在高密度光存储中的可能应用,研究了谱线非均匀加宽、荧光谱线窄化、高温永久性光谱烧孔、烧孔机理、烧孔动力学过程和光谱孔的热稳定性。在国际上率先设计并研制出二价钐离子掺杂碱土金属氟卤化物混晶高温光谱烧孔体系,实现了室温永久性光谱烧孔,获得了室温寿命300h的光谱孔。利用时间分辨光谱分离出非均匀线形内的各局域组态,比较烧孔前后光谱再分布证实了三价钐离子的电子陷阱作用。利用Block理论分析了烧孔动力学过程。     

Phosphorescence of Tryptophan Residues of Proteins at Room Temperature

A brief overview of the results of our works concerned with the study of intramolecular dynamics of proteins by the method of tryptophan phosphorescence at room temperature is given. The mechanisms of quenching tryptophan phosphorescence at room temperature are considered. The lifetimes and quantum yields of tryptophan phosphorescence of proteins at room temperature in different states of aggregation are given. The functional importance of the changes recorded by the phosphorescence method in the intramolecular dynamics of fermented proteins is shown.     

Recombination Prolonged Luminescence of Indole and Tryptophan in a Solution at Room Temperature

Prolonged luminescence of tryptophan and indole in liquid solutions of different polarity has been registered in a microsecond time-scale at room temperature; by nature it differs from phosphorescence or delayed fluorescence of P and E types. The data presented suggest that the observed prolonged luminescence is caused by recombination of the radicals formed upon UV irradiation of indole chromophores by laser pulses.     

吲哚-3-丁酸无保护流体室温燐光和胶束增稳室温燐光性质的比较

仔细研究了吲哚-3-丁酸(IBA)的无保护流体室温燐光(NP-RTP)及以高分子分散剂聚乙二醇-200,聚乙二醇-400和非离子表面活性剂Tween-20,Tween-40, Tween-80,Tween-85,Brij35和乳化剂OP为介质的流体室温燐光性质。表面活性剂和高分子分散剂能抑制IBA燐光猝灭,使其具有更低的检出限,同时也使燐光强度-激发光照射时间曲线发生改变,但不影响IBA燐光光谱特性。无论是否存在表面活性剂或高分子分散剂,TlNO₃都不能诱导IBA产生燐光,KI却能诱导其产生强烈燐光。用于强化水样和土壤样品中IBA的测定,回收率95.2%～104%,相对标准偏差2.4%～4.0%。