氧化锌微米花的共振拉曼和“负热淬灭”效应

利用化学气相沉积(CVD)的方法通过热氧化高纯锌粉在硅衬底上得到氧化锌微米花. X射线衍射(XRD)结果表明，其具有六角纤锌矿晶体结构.场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)图像表明，合成的样品是由很多长且直的ZnO亚微米棒组成的微米花， 具有六角棱柱端面，棒的长度在30μm到50μm之间.在背向共振拉曼散射光谱测量中，观测到ZnO A₁(LO)的五阶声子紫外共振拉曼散射，表明样品具有较高的晶体质量.在变温光致发光谱测量中，观察到明显的中性受主束缚激子(A⁰X)的 关键词： ZnO微米花 光致发光 共振拉曼 “负热淬灭”效应     

Research on Raman spectrum in liquid core optical fiber of CCl4 solution

The Raman spectrum intensity can be enhanced in liquid core optical fiber (LCOF) of CCl4 solution.We dissolved liquid CCl4 into CS2 and got solutions of different concentrations. There is an optimum concentration at which the maximum Raman intensity can be obtained. There exists an optimum fiber length of 2 m. The experimental result is in good agreement with the theoretical calculation. The Raman intensity becomes powerful with the increase of the pump power and Raman linewidth becomes narrower with the decrease of the CCl4 concentration.     

Efficient vacuum-ultraviolet generation by anti-Stokes Raman scattering using a cryogenic Raman cell

We have investigated the increase of efficiency for high-order anti-Stokes Raman scattering using a cryogenic Raman cell. By cooling the cell to liquid-nitrogen temperature, output energies of the 9th-order anti-Stokes wave at 133 nm in normal hydrogen were enhanced by a factor of 10, and the 11th-order anti-Stokes line at 141 nm in normal deuterium appeared, while no output was observed at room temperature. No output energy enhancement, however, was obtained using cooled para-hydrogen as a result of multiple rotational Raman scattering. For long-term operation, the output window surface of the Raman cell was kept at above 200 K in order to protect it from deposition, the absorption of which is detrimental to VUV transmission.     

Relation between dielectric and low-frequency Raman spectra of hydrogen-bond liquids

We analyzed the complex dielectric and Raman spectra of hydrogen-bond liquids in the microwave to terahertz frequency range. As for water and methanol, the high-frequency component of the dielectric spectrum, i.e., the small deviation from the principal Debye relaxation, clearly corresponds to the Raman spectrum. This indicates that the cooperative relaxation, accompanied by huge polarization fluctuation, is virtually not Raman active, whereas the faster processes reflect common microscopic dynamics. For ethylene glycol, the shape of the Raman spectrum also resembles that of the high-frequency deviation of the dielectric spectrum, but, additionally, a weak manifestation of the cooperative relaxation arising from quadrupolar conformers is detected.     

二元混合溶液闪点行为的激光拉曼光谱研究

本文以乙醇-甲酰胺,乙腈-甲酰胺,乙醇-环己酮,乙腈-环己酮四种混合溶液为研究对象,采用激光拉曼光谱对四种溶液体系的闪点行为进行讨论和研究。通过测定四种溶液体系的拉曼光谱和闪点,结合溶液拉曼光谱的特征峰强度比和拉曼位移的变化,探索四种溶液闪点的变化规律。试验结果表明,随着溶液浓度的增大,溶质的拉曼特征峰强线性增加,混合溶液的闪点降低。采用三次多项式分别对四种溶液体系的闪点与拉曼特征峰、溶液浓度的关系进行拟合,拟合结果良好。混合溶液的闪点随拉曼特征峰强比、溶液浓度的变化趋势相同。该试验方法将有助于从分子结构角度分析混合溶液的闪点变化规律,同时该方法可用于混合溶液闪点的实时在线检测。     

武定恐龙化石的显微拉曼光谱研究

本文首次利用激光显微拉曼光谱、原子光谱和偏光显微镜等方法 ,对云南武定的恐龙化石进行了分析研究。实验发现 ,恐龙化石表面和截面的拉曼光谱 ,均为典型的方解石 (CaCO3 )晶体的拉曼谱 ,并未发现有其他成分的拉曼谱。原子发射光谱的分析结果表明 ,恐龙化石中的主要元素有Ca(>10 % ) ,其次是Si(5 0 % )和P(4 0 % ) ,还有Fe(1 0 % )等 ,但未发现铱、钍等稀有元素。由恐龙化石截面在偏光显微镜下的图像可以知道 ,恐龙化石表面层的成分主要是方解石晶体 ;内部的主要成分为方解石 (CaCO3 )晶体 ,此外还有纤维状一水二氧化硅 (分子式SiO2 ·nH2 O ,属非晶态 )等成分。激光拉曼光谱能快速无损地准确检测出恐龙化石的主要成分是方解石 (CaCO3 ) ,拉曼光谱对恐龙化石的分析结果与原子光谱、偏光显微镜的分析结果是一致的     

Collision-induced light scattering from fluids composed of tetrahedral molecules. I

The collision-induced polarized and depolarized light scattered from fluids composed of tetrahedral molecules is examined. The correlation functions for the first-order term of the collision-induced rotational Raman effect proposed by Buckingham and Tabisz [21] are derived in the limit of binary interactions. They involve rotational correlation functions of the dipole-quadrupole polarizability, which for tetrahedral molecules is an irreducible third-rank tensor, and third-rank tensor correlation functions for relative translational motion. From a comparison of the frequency-dependent depolarization ratio of liquid carbon tetrachloride with the theoretical prediction it is concluded that also in liquids the collision-induced rotational Raman effect may contribute significantly to the depolarized spectrum for large frequency shifts.     

液芯光纤光谱仪

液芯光纤可以使拉曼光谱强度提高103倍。将液芯光纤既作为样品池又作为前置放大系统,研制成功了体积小、重量轻、成本低、灵敏度高的小型拉曼光谱仪。结果表明:通过对液体及溶在液体中的样品进行自发拉曼光谱、共振拉曼光谱的测量,获得了理想的拉曼光谱。     

乳腺组织形态基元共焦显微拉曼光谱的研究

利用共焦显微拉曼方法,测定了乳腺组织切片的Mapping拉曼谱,光谱采样体积达到μm尺度.通过对这些共焦拉曼谱与商业提纯肌动蛋白、胶原等生化物质做出的谱的分析比较,分离出了来自细胞质、细胞间质、脂肪以及乳腺沉积物这些组织形态基元的拉曼谱;用K阶簇分析方法,还获得了细胞核基元谱;基元谱与提纯化学物质谱的相关分析印证了组织形态基元谱的来源.还分析总结了这些组织形态基元谱的特征.这些工作为深入理解组织形态与其拉曼谱的关系以及乳腺组织形态拉曼模型的建立奠定了基础.     

纳米级润滑膜分子排列取向的拉曼光谱表征技术

利用激光拉曼散射技术,对剪切作用下受限于钢球与石英盘之间的纳米级液晶5 CB的分子排列取向进行研究. 结果表明,在特定的实验条件下,可以得到高信噪比的纳米级润滑膜的拉曼散射信号(20∶1). 同时发现,当激光偏振方向与剪切运动方向平行(垂直)时,所得拉曼信号强度达到最大(小)值,表明纳米级液晶5 CB分子在剪切诱导作用下,沿剪切运动方向趋于定向排列. 另外,当钢球与石英盘之间的剪切速度逐渐增大时,受限的纳米级液晶5 CB的拉曼信号强度也逐渐增大. 最后,利用根据相对光强干涉原理研制的纳米膜厚测量仪对纳米级 关键词： 薄膜润滑 分子排列取向 拉曼散射     

In-situ Raman spectroscopic study of domain switching of PLZT ceramics

A specially designed apparatus was used to observe in-situ domain switching in lanthanum-doped lead zirconate titanate (PLZT) ceramics by Raman spectroscopy. Using the established technique, the variations in measured Raman spectrum of unpoled and appropriately poled PLZT ceramics under the application of dc voltage and during the process of electric fatigue were examined. It was confirmed that the intensity change in the soft mode of the Raman band is highly dependent on the orientation of the domain switching with respect to the polarization direction of Raman incident light. When the orientation of the specimen with respect to propagation directions (including polarization direction) of incident light and scattered light is appropriate, the Raman spectroscopy can allow a non-destructive and in-situ measurement of the domain switching in a microscopic scale. The relation between the domain switching and the measured Raman spectrum change is discussed for PLZT polycrystalline materials by developing criteria extended from a single-crystal model. PACS 81.70.Fy; 78.30.-j; 62.20.Mk     

基于拉曼激光雷达的大气三相态水同步精细探测分光系统的设计与仿真分析

水是惟一具有三相态的大气参数,三相态水的分布研究对认识云微物理、云降水物理以及人工影响天气过程具有重要的科学意义.在大气三相态水的拉曼激光雷达探测技术中,需首先解决三相态水的高光谱分光技术,以保证对回波信号的精细提取和高信噪比探测.考虑到水汽、液态水和固态水的拉曼光谱特性,本文首先通过理论仿真详细探讨了各拉曼通道中滤光片的选型参数对三相态水光谱重叠特性和探测信噪比的影响;并针对两者无法同时取得最优解的情况,提出了利用多目标规划问题的评价函数方法,分析获得了各通道最优的滤光片参数.结果表明,当固态水、液态水和水汽通道窄带滤光片中心波长和带宽分别为397.9 nm （3.1 nm）,403 nm （5 nm）和407.6 nm （0.6 nm）时,可获得各通道间最低的光谱重叠度值和最佳探测信噪比,从而实现了三相态水同步探测拉曼分光系统的优化设计.进一步的仿真结果表明,当激光雷达探测效率因子为1800 J·mm·min时,在有云条件下系统可获得白天3.6 km以上和晴天条件下4 km以上的三相态水有效探测,保证了利用拉曼激光雷达实现对三相态水的同步高信噪比探测,为后续大气三相态水的拉曼激光雷达同步探测和反演提供了技术和理论支持.     

基于拉曼光谱实验与密度泛函理论的宝石级红珊瑚拉曼谱峰归属研究

红珊瑚是一种珍贵的有机宝石,自古以来因其红润的颜色与细腻的质地深受人们的喜爱与追捧。颜色漂亮的天然红珊瑚产量稀少,故有些红珊瑚会经过染色处理来改善其外观。拉曼光谱测试是鉴定红珊瑚有无经过染色处理的有力手段,故红珊瑚拉曼谱峰的归属对于鉴定有着重要的理论指导意义。由于红珊瑚拉曼峰的归属问题一直没有被深入研究,基于此,该研究测试了三颗颜色深浅不同的红珊瑚（Corallium rubrum）的拉曼光谱。同时,使用量子化学程序Gaussian 16运用密度泛函理论计算了红珊瑚中色素分子角黄素的理论拉曼光谱。创新性对比红珊瑚的实验拉曼光谱与角黄素分子的理论拉曼光谱,并进一步分析红珊瑚拉曼峰的归属。结果发现,红珊瑚的拉曼光谱中主要有1 514,1 295,1 177,1 125,1 086和1 016 cm-1拉曼峰,其中1 086 cm-1处的拉曼峰是方解石的CO2-₃引起的。红珊瑚的红色越深,1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1拉曼峰的强度越强,反之,红珊瑚的红色越浅,这些拉曼峰的强度越弱。红珊瑚拉曼光谱中的1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1峰强与红珊瑚的红色深浅呈现出正相关的关系,故推测这套拉曼峰是由红珊瑚中的色素产生的。角黄素理论拉曼光谱中主要存在的拉曼峰位于1 512,1 269,1 189,1 159和999 cm-1处,与红珊瑚实验拉曼光谱中的1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1峰的形状位置高度吻合。振动分析结果表明,角黄素的1 512,1 269,1 189,1 159和999 cm-1拉曼峰分别是由CC伸缩振动,C-H摇摆振动,C-C伸缩振动,C-C伸缩振动与甲基摇摆振动引起的。因此将红珊瑚拉曼光谱中的1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1峰归属为CC伸缩振动,C-H摇摆振动,C-C伸缩振动,C-C伸缩振动与甲基摇摆振动。使用密度泛函理论的计算方法研究了红珊瑚拉曼谱峰的归属并对红珊瑚的拉曼谱峰进行了指认,为使用拉曼光谱鉴定红珊瑚提供了理论基础。同时为研究这类生物宝石材料拉曼谱峰的归属提供了一种新的方法。     

Theoretical study of the continuous evolution of a resonance fluorescence spectrum towards a resonance Raman spectrum

A theoretical model is proposed to interpret the continuous transition from a resonance fluorescence spectrum to a resonance Raman spectrum, recently observed when the scattering molecule is progressively perturbed by its environment. An analytical expression for the resonant scattering tensor is given, which describes the evolution of the resonance fluorescence spectrum of a diatomic molecule perturbed by a foreign gas. The variations of the intensities and polarizations are quantitatively studied in the case of iodine, and it is shown how the resonance fluorescence spectrum is progressively transformed into a resonance Raman spectrum when the pressure of the perturbing gas is increased.     

用激光拉曼光谱区分胃癌变细胞与正常细胞

利用激光拉曼光谱对胃癌细胞及正常胃细胞进行了对比检测,对胃癌细胞特征拉曼峰作了初步探讨,发现胃癌患者标本的特征拉曼峰与非胃癌患者标本的光谱有明显的不同。实验发现,浓度为每mL 1.25×105个胃癌细胞的样品在经过若干天培养后均能够被检测出胃癌细胞的特征拉曼峰,分别位于特定波长583,633,656 nm处。这是几个很少见诸报道的新拉曼光谱峰。不论是特征拉 曼峰,还是在胃癌细胞及正常胃细胞的几个共有的拉曼峰674, 707, 773, 799 nm处,拉曼光谱强度都是随血清中癌细胞浓度的增加而增加。激光拉曼光谱分析有可能发展成为一种快速有效的癌细胞检测方 法。     

植物激素脱落酸分子的光谱与结构研究：理论与实验

植物激素脱落酸(ABA)是植物通过自身代谢产生的有机信号小分子,在极低浓度下可对植物自身产生明显的生理效应,是植物体内五大内源激素之一,因能促进植物叶片的脱落而得名,主要存在于植物干枯的叶子,根茎、种子等部位。由于对植物生长的调节能力,ABA在农业工程领域有着极大的应用前景。然而,ABA在植物体内的浓度很低,实现超低浓度检测是ABA应用的关键。关于ABA的检测,文献中已经报道的方法有很多,但是利用拉曼光谱技术对ABA的理论和实验研究还未见报道,拉曼光谱技术有着样品前处理简单、分析速度快、对于检测人员要求低,更适合于原位和现场检测等特点,因此对ABA拉曼光谱的机理和实验研究可为在植物激素检测及鉴定中提供可靠的依据。利用软件Gaussian09和GaussView5.0构建优化ABA的分子结构,计算了ABA的分子能级、前线轨道、拉曼光谱（Raman）、红外光谱（IR）及核磁共振谱（NMR）。为了验证理论计算的准确性,检测了ABA分子的IR、Raman、表面增强拉曼光谱（SERS）和NMR谱。结果表明：ABA的拉曼特征峰理论计算值位于616,1 056,1 272和1 689 cm-1处,实验测得的拉曼特征峰位于612,1 048,1 272和1 635 cm-1处,SERS实验获得的特征峰位于598,1 032,1 268和1 625 cm-1处,理论计算和实验结果吻合较好;同时对ABA在400～4 000 cm-1波长区间的IR和Raman特征峰进行了指认,指出了其在相应的峰位置上较强拉曼光谱的分子振荡模式,其中拉曼最强峰1 635 cm-1主要来自于ABA分子碳碳双键和碳碳单键的伸缩振动,其中碳碳双键的伸缩振动引起的拉曼散射最强。最后,对比ABA的计算和实验核磁共振谱,并进行原子归属指认和原子相对位移分析,进一步研究了ABA的分子结构,为ABA的痕量检测提供了一定的实验参考和理论依据。     

铷蒸气Λ-型系统中的受激Raman谱与光泵效应

从理论和实验上研究了⁸⁵Rb 原子蒸气D1线系统中的受激Raman现象. 在Λ-型能级系统中, 抽运光对弱探测光的影响有两部分: 受激Raman激发和光泵效应. 在一定的抽运光强度和失谐量条件下, 受激Raman谱表现为增益谱或损耗谱; 以光泵效应导致的吸收谱为背景时, 便分别形成了窄线宽透明窗口或线宽差异很大的吸收双线. 理论模拟和实验结果基本符合. 基于这些研究, 从新的角度阐述了在Λ-型系统中的电磁感应透明和Autler-Townes分裂这两个重要现象与受激Raman谱之间的关系. 关键词： 受激Raman谱 光泵效应 电磁感应透明 吸收双线     

Selective excitation and suppression of coherent anti-Stokes Raman scattering by shaping femtosecond pulses

Femtosecond coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) suffers from poor selectivity between neighbouring Raman levels due to the large bandwidth of the femtosecond pulses. This paper provides a new method to realize the selective excitation and suppression of femtosecond CARS by manipulating both the probe and pump (or Stokes) spectra. These theoretical results indicate that the CARS signals between neighbouring Raman levels are differentiated from their indistinguishable femtosecond CARS spectra by tailoring the probe spectrum, and then their selective excitation and suppression can be realized by supplementally manipulating the pump (or Stokes) spectrum with the $\pi $ spectral phase step.     

多菌灵农药的激光拉曼光谱分析

实验采集多菌灵农药的固体和液体拉曼光谱信号,对固体的原始拉曼光谱信号进行小波去噪预处理,利用正交试验方法筛选小波去噪参数的最优组合。结果表明,采用db2小波基函数、分解层数为2、阈值方案选择为rigrsure、重调方式为sln时,去噪效果最好,信噪比为62.483。根据不同官能团的振动模式,对去噪后的拉曼光谱分3个波数段(1 400～2 000,700～1 400,200～700 cm-1)进行谱峰归属和分析,得到了多菌灵农药分子在不同波数范围内的特征振动模式,其中,在619,725,964,1 022,1 265,1 274和1 478 cm-1处的拉曼信号较强,可作为固体多菌灵农药的特征峰。从多菌灵农药的液体拉曼光谱中,找到了629,727,1 001,1 219,1 258和1 365 cm-1特征峰,这些特征峰跟固体多菌灵农药的特征峰基本吻合。研究结果可为拉曼光谱分析技术在食品及农产品中农药残留的快速筛选提供判别依据。     

单轴、双轴应变Si拉曼谱应力模型

本文依据拉曼光谱原理, 基于Secular方程及拉曼选择定则分别获得了单轴、 双轴(001), (101), (111)应变Si材料应变张量与拉曼谱线移动的定量关系, 并在此基础上, 基于广义胡克定律最终建立了单轴、双轴(001), (101), (111)应变Si材料拉曼谱峰与应力的理论关系模型. 该模型建立过程详细、系统, 所得结果全面、量化, 可为应变Si材料应力的测试分析提供重要理论参考.