基于LED的非相干宽带腔增强吸收光谱技术

介绍了基于可见光波段高功率LED作为光源的高灵敏度宽带腔增强吸收光谱技术,该系统的探测灵敏度通过测量NO₂在472.3～479.3 nm范围内的吸收得到验证。将中心波长为457 nm的高功率LED发出的宽带非相干光耦合进入92.5 cm长、由两片高反射率透镜组成的高精度光学谐振腔内,使用CCD光谱仪(HR2000)测量透过光学腔的光强信号。腔镜在472.3～479.3 nm波长范围内的反射率通过O₂-O₂聚合物的吸收确定,实验测量了一系列低浓度NO₂气体样品,采用差分光谱拟合技术在80 s的平均时间内NO₂浓度反演的统计不确定性约为3.1 ppb(ng·mL-1)。     

3-甲基-1-乙酰基-5-(2-羟基苯基)-4,5-二氢吡唑及其铕和铽配合物的合成与光谱学研究

以六水合硝酸铽和六水合硝酸铕,3-甲基-1-乙酰基-5-(2-羟基苯基)-4,5-二氢吡唑(HL),1,10-邻菲罗啉和三苯基氧磷(TPPO)合成了TbL₃·2H₂O,TbL₂(phen)·H₂O,TbL₂(TPPO),EuL₃·2H₂O,EuL₂(phen)·2H₂O,EuL₂(TPPO)·2H2O 6个固体配合物。用元素分析,红外光谱,荧光光谱对配合物进行了组分确定和结构表征。IR表明,自由配体HL与稀土离子配位后,位于1644 cm-1处的ν_CC发生移动,相应的ν_CN振动吸收峰降到了1 600 cm-1,结合元素分析等其他表征说明HL和稀土离子发生配位。室温下测定了配合物的荧光激发光谱和发射光谱,激发光谱表明配合物EuL₂(Phen)·2H₂O和TbL₂(Phen)·H₂O的最佳激发波长分别为310和320 nm, 在此激发波长下扫描发射光谱,EuL₂(Phen)·2H₂O和TbL₂(Phen)·H₂O相对荧光强度最强,第二配体phen对Eu3+和Tb3+离子的荧光发射强度有明显的增强作用。     

激光等离子体软x光辐射的时间分辨测量

采用透射光栅和软x光条纹相机测量了铜激光等离子体软x光发射的时间分辨光谱。通过比较时间分辨谱和时间积分光谱,从实验上考查了条纹相机在软x光区域的响应特性。文中也给出了激光等离子体软x光不同谱带及波长发射的时间过程。     

Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性

以金属Au-Al为催化剂,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、生长时间为30 min,从Si(100)衬底上直接生长了直径约为50～120 nm、长度为数百纳米的高密度、大面积的Si纳米线。然后,利用Tb₂O₃在不同温度(1 000～1 200 ℃)、掺杂时间(30～90 min)和N₂气流量(0～1 000 sccm)等工艺条件下对Si纳米线进行了Tb掺杂。最后,对Si(100)衬底进行了Tb掺杂对比。室温下,利用荧光分光光度计(Hitachi F-4600) 测试了Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性。实验研究了不同掺杂工艺参数(温度、时间和N₂气流量)对Tb3+绿光发射的影响。根据Tb3+能级结构和跃迁特性对样品的发射光谱进行了分析。结果表明,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、时间为30 min等条件下制备的Si纳米线为掺杂基质,Tb掺杂温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 000 sccm、光激发波长为243 nm时,获得了最强荧光发射,其波长为554 nm(5D₄→7F₅),同时还出现强度相对较弱的494 nm(5D₄→7F₆),593 nm(5D₄→7F₄)和628 nm(5D₄→7F₃)三条谱带。Tb掺杂的体Si衬底在波长554 nm处仅有极其微弱的光致发光峰。     

稀土配合物分子内能量传递和弛豫过程的光声和荧光光谱研究

将光声光谱和荧光光谱两种互补的手段结合起来 ,从无辐射跃迁和辐射跃迁两个角度讨论了固态稀土配合物的激发 弛豫过程。测定了稀土配合物 (Tb(AA) 3·2H2 O、Tb(AA) 3bpy和Tb(AA) 3phen)固体粉末的光声光谱和荧光光谱。与荧光光谱相结合 ,光声光谱反映了不同配合物发光效率的变化 ,Tb(AA) 3phen、Tb(AA) 3·2H2 O和Tb(AA) 3bpy的发光效率依次增强。研究了配合物的分子内能量传递和弛豫过程 ,配体最低三重态能级与稀土离子共振能级之间的能级差是否匹配是配体敏化中心离子发光的关键因素     

稀土配合物掺杂凝胶的原位光声光谱研究及其共发光效应

采用溶胶-凝胶方法,制备了Ln(Sal)₃·H₂O(Ln3+∶La3+, Nd3+, Tb3+; Sal: 水杨酸) 稀土配合物掺杂的二氧化硅凝胶样品。首次采用光声光谱对稀土配合物在凝胶中的形成进行研究。结果表明,经110 ℃热处理后,Tb3+, La3+和Nd3+配合物掺杂的凝胶样品在配体吸收处的光声强度依次明显增强;而对仅在室温陈化、干燥的湿凝胶样品,其配体吸收处的光声强度几乎完全相同。研究发现,未经适当的热处理过程凝胶样品中稀土配合物尚不能形成。结合荧光光谱,分析了凝胶中稀土离子配位环境的变化和稀土配合物的形成。首次发现了稀土芳香羧酸配合物掺杂凝胶的共发光效应,考察Tb_0.8Gd_0.2(Sal)₃·H₂O和Tb_0.8Nd_0.2(Sal)₃·H₂O配合物掺杂的凝胶样品,发现Gd3+离子的引入了增强了凝胶样品中Tb3+的发光效率,而Nd3+离子的引入明显减弱了凝胶中Tb3+的发光,并对共发光效应可能的机理进行了讨论。     

基于光谱技术的土壤有机质快速测定仪的开发

在理论分析的基础上设计开发了一套基于光谱技术的土壤有机质测定仪。测定仪由光学部分和电路部分组成。光学部分包括光源、传导光纤、检测室、样品盒、滤光片以及光电传感器等元器件,主要作用是：把光源的光导入土样表面、收集土壤表面的反射光、滤光、将光信号转换为电信号;电路部分包括放大电路,AD转换电路,液晶显示电路和U盘存储电路。选取三种滤光片对仪器进行了标定实验,三种滤光片的中心波长分别是530 , 765和850 nm,被测土样有烘干土样和风干土样。试验结果表明：当滤光片中心波长为850 nm时烘干土样获得最高测量精度(r2=0.930),在此条件下风干土样预测模型的决定系数为r2=0.711,虽然受水分的影响精度有所降低,但仍可满足田间快速测试的要求。     

荧光寿命的正弦调制测量法及分析

设计并制作了光强调制度和频率可调的发光二极管驱动电路,应用这种激励源激发荧光样品Eu₂L′3·nH₂O(L′=C₄H₄O₄),测量了激发光和Eu3+离子的5D₀—7F₂发射光的波形。实验得到的数据用按照相位法测量荧光寿命的原理用非线性最小平方曲线拟合,得到Eu3+离子激发态5D₀的寿命约为0.680 ms。讨论了光源调制中的高次谐波分量对测量结果的影响以及寿命具有一定分布的多指数衰减体系的测量和处理方式,提出应用傅里叶级数展开处理数据的修正方法,以扩大相位法测量荧光寿命的适用范围,得到更准确的荧光寿命值。     

NO分子双光子诱导荧光的自吸收现象

以皮秒Nd:YAG激光器抽运的光学参量发生/放大器为激发光源,获得了在452.4 nm波长激光激发下,NO分子的双光子激光诱导色散荧光光谱(LIDFS)。并由此得到了NO分子基电子态的振动基频和振动非谐性系数分别为ω″_e=(1 904.7±7.3) cm-1, ω″_eχ″_e=(14.2±1.2) cm-1, ω″ey″_e=-(0.021 8±0.009 1) cm-1。在NO分子双光子LIDFS实验研究中,首次观测到了NO分子强烈的自吸收现象,在较高样品气压条件下,色散荧光光谱图中对应A 2Σ(v′＝0)→X 2Π(v″＝0)跃迁的谱线消失。实验结果表明,自吸收现象导致的该跃迁谱线强度的变化,随样品气压、激光场和样品作用区到荧光接收窗口距离的减小而减小。     

稀土配合物与PVK共混体系发光特性及载流子复合区域转移的研究

合成了一种新型的铽钆共掺稀土配合物TbGd(BA)6(bipy)2,把它作为发光材料应用于有机电致发光中。文中摸索了器件优化条件,并讨论了TbGd(BA)6(bipy)2与PVK共混体系的发光机理和载流子复合区域的转移。稀土配合物的光致发光是由于外部直接激发及PVK到稀土配合物的能量传递。电致发光有两个途径,PVK到稀土配合物的能量传递及载流子的直接俘获。在双层器件中,发光区域随Alq3厚度变化,尤其是在高电压下,载流子复合区域移向Alq3一侧,而在增加BCP作为空穴阻挡层的多层器件中,载流子限制在发光层和空穴阻挡层的界面处复合,随着电场的增强,铽发光趋于饱和,而出现了高分子基质的发光。优化后,得到213 cd·m-2明亮的铽的绿色发光。     

一种新型的稀土有机电致发光材料：Tb(asprin)3phen

文报道了乙酰水杨酸为第一配体 ,邻菲罗啉为第二配体的铽配合物这种新型电致发光材料 ,并通过引入导电高分子材料PVK来改善配合物的成膜性和导电性 ,使其可应用于电致发光器件的发光层。我们制备了单层电致发光器件ITO/PVK :Tb(asprin) 3phen/Al,并对其电致发光性能进行了研究。结果表明该配合物具有很好的光致发光性能和电致发光性能。通过测量材料的激发谱和发射谱 ,我们初步探讨了器件的电致发光机理 ,认为是PVK及Tb(asprin) 3phen激发态的载流子被Tb3 +俘获并与符号相反的载流子在Tb3 +中心上复合 ,发出Tb3+的特征发光     

一种新型的稀土有机电致发光材料：Tb（asprion）3phen

文报道了乙酰水杨酸为第一配体,邻菲罗啉为第二配体的铽配合物这种新型电致发光材料,并通过引入导电高分子材料PVK来改善配合物的成膜性和导电性,使其可应用于电致发光器件的发光层。我们制备了单层电致发光器件ITO／PVK：Tb(asprion)3phen／AI,并对其电致发光性能进行了研究。结果表明该配合物具有很好的光致发光性能和电致发光性能。通过测量材料的激发谱和发射谱,我们初步探讨了器件的电致发光机理,认为是PVK及Tb(asprion)3phen激发态的载充子被Tb^3 俘获并与符号相反的载流子在Tb^3 中心上复合,发出Tb^3 的特征发光。     

稀土发光配合物和高分子PVK之间的能量传递及其在高分子中的分散状态研究

我们使用乙酰水杨酸（aspirin)作为第一配体、邻菲罗琳（phen)为第二配体,在乙醇溶液中合成了稀土发光配合物。元素分析和红外光谱证明它的分子组成的TbC27N2O12H28、分子式就为Tb(aspirin)3phen。光致发光研究表明导电高分子（PVK）和稀土配合物之间存在Foerster能量传递现象。这种能量传递的一个必要条件应该是稀土配合物的激发谱和高分子PVK的发射谱有重叠。稀土配合物掺杂高分子PVK的透射电镜照片表明稀土配合物在高分子PVK中分散比较均匀,分散尺度在20-30nm之间。同时,我们发现高分子PVK和稀土配合物混合后不能均匀分散,这可能是影响电致发光器件寿命的一个因素。     

卤代苯甲酸铽与1,10-邻菲哕啉三元配合物的合成及性质

以卤代苯甲酸和1,10-邻菲哕啉为配体,合成了9种Tb(Ⅲ)的三元配合物,以EDTA配位滴定分析和元素分析确定了各配合物的组成。通过红外光谱分析对配合物的结构进行了初步表征,在配合物中羧基氧原子和1,10-邻菲啰啉中的氮原子均参与了配位。采用TG-DTG技术对配合物的热稳定性进行了研究,9种配合物均有较好的热稳定性,它们的热稳定性顺序为:Tb(o-ClBA)₃phen>Tb(o-BrBA)₃phen>Tb(p-ClBA)₃phen>Tb(m-BrBA)₃phen·H₂O>Tb(o-FBA)₃phen>Tb(p-BrBA)₃phen>Tb(p-FBA)₃phen>Tb(m-ClBA)₃phen≈Tb(m-FBA)₃phen·H₂O。在同一条件下测得了各配合物固体粉末的激发和发射光谱,结果表明:相同取代基和相同取代位置的各组配合物的两个较强发射峰(⁵D₄-⁷F₆和⁵D₄-⁷F₅)的荧光强度顺序分别为:Tb(o-FBA)₃phen>Tb(p-FBA)₃phen>Tb(m-FBA)₃phen·H₂O,Tb(m-ClBA)₃phen>Tb(p-ClBA)₃phen>Tb (o-ClBA)₃phen,Tb(p-BrBA)₃phen>Tb(o-BrBA)₃phen>Tb(m-BrBA)₃phen·H₂O和Tb(o-FBA)₃phen>Tb (o-BrBA)₃phen>Tb(o-ClBA)₃phen,Tb(m-ClBA)₃phen>Tb(m-FBA)₃phen·H₂O>Tb(m-BrBA)₃phen·H₂O,Tb(p-BrBA)₃phen>Tb(p-ClBA)₃phen>Tb(p-FBA)₃phen[其中o(m,p)-F(Cl,Br)BA为邻(间,对)氟(氯,溴)苯甲酸根,phen为1,10-邻菲哕啉]。     

Measurements of the dynamic behaviour of concrete piles during driving operations using a He-Cd laser

A technique for measuring the dynamic behaviour of concrete piles during driving operations using a He-Cd laser is reported. Traces of pile movement are recorded on photo-sensitive oscillograph paper which is attached to the pile and exposed to a laser beam transmitted from a fixed point. The oscillograph paper is filtered against the background daylight but is sensitive to the wavelength of the laser at around 441.6 nm. Using this technique clear traces of the rebounding of concrete piles have been obtained in daylight.     

电磁干扰下时间分辨测量系统信号外触发技术

在实验的基础上给出了束参数时间分辨测量系统的实验布局和特点,分析高压电磁干扰对直线感应加速器中时间分辨测量系统外触发性能的影响和变化规律;进一步探讨系统高压电磁干扰后的抑制措施。针对电磁空间干扰情况,主要通过采用光纤传输控制信号的措施,能很好地传输窄脉冲,信号延时抖动小于2ns,达到了高速信号的可靠传输要求,采用嵌入式控制器既解决了抗电磁干扰的要求,也满足了束参数时间分辨测量系统的使用要求。     

基于LabVIEW激光引信回波模拟装置设计

激光引信回波模拟装置是激光引信测试设备的重要组成部分。介绍了激光引信回波模拟装置的组成,设计了用于该装置的硬件电路和软件控制系统。硬件电路采用单片机完成控制指令的接收和控制信号的产生,使用串行扩展芯片GM8125将单片机AT89S52的串行口扩展成5个,满足了激光引信回波模拟装置串口资源要求。软件控制系统基于LabVlFⅣ设计,主要包括串口通信程序和控制指令的产生程序,控制指令经串口通信传送给硬件电路。实验结果表明,该装置满足激光引信测试设备的要求。     

半导体激光器热弛豫时间测试技术研究

利用脉冲工作状态下半导体激光器激射光谱随结温升高发生红移的原理,用Boxcar扫描在一定波长下的半导体激光器光功率随脉冲时间的变化信号,测得其时间分辨光谱;根据对应的峰值光功率出现时刻随波长变化的曲线,计算得到热弛豫时间参量值.利用此方法对一种半导体激光器进行了测试,得到其热弛豫时间为1.2 ms.     

航天器多路射频频谱自动监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统。该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息。针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端。户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

Sm1－xTbx(TTA)3phen转光剂的合成及SiO2表面改性

为了提高稀土有机配合物的转光能力和紫外稳定性,以Sm(Ⅲ)为中心稀土离子,Tb为敏化离子,β-二酮类有机配体α-噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)及第二配体1,10-菲咯啉(phen)等作为主要配体,采用化学沉淀法合成了具有紫外转红光性能的转光剂Sm1－xTbx(TTA)3phen,并利用SiO2对配合物进行了表面改性.借助红外光谱、紫外-可见光吸收光谱及荧光光谱对配合物Sm1－xTbx(TTA)3phen的光学性能进行了系统分析.结果表明:Sm1－xTbx(TTA)3phen与Sm(TTA)3phen的配位结构基本一致|配合物的紫外光吸收特性主要由有机配体决定|配合物吸收紫外光后,均可产生Sm3+的特征光,其中Sm0.5Tb0.5(TTA)3phen在647 nm处的荧光强度最高,达到8.0×106 cps,光转换能力最强|敏化离子Tb3+的掺入可以显著提高配合物的荧光强度|配合物经二氧化硅包裹后,其紫外稳定性明显提高.