V-E传能中原子荧光辐射束缚的理论处理

用Holstein型微分积分方程组描述一个含有辐射束缚的分子原子V-E传能体系的动力学过程.给出了只用一个有限项就能描述体系中原子荧光完整时间行为的约化解.进一步导出了荧光衰减速率作为传能速率常数和方程组中积分算符最大本征值的函数的解析表达.这可十分方便地用于V-E传能实验中各种常数的确定.文中的结果通过数值计算并进行了比较. 关键词：     

变分法研究一维Bose-Fermi系统的稳定性

利用能量泛函变分法研究了一维Bose-Fermi系统稳定基态的存在条件.根据Bose-Fermi系统的Lagrange量可以得到三维Bose-Fermi体系所满足的非线性动力学方程组.当外势阱的横向囚禁频率远大于轴向囚禁频率时,体系可以当作一维模型来处理.从描述三维体系的动力学方程可以得到描述一维体系的动力学方程,选取适当的无量纲参数,可以对一维动力学方程组进行无量纲处理,得到数值计算和理论分析中常用到的无量纲方程.选择高斯型试探解(简单孤立子解),利用能量泛函变分法得到一维Bose-Fermi体系稳定的 关键词： Bose-Fermi 稳定性 基态 临界条件     

变分法研究一维Bose-Fermi系统的稳定性

利用能量泛函变分法研究了一维Bose-Fermi系统稳定基态的存在条件.根据Bose-Fermi系统的Lagrange量可以得到三维Bose-Fermi体系所满足的非线性动力学方程组.当外势阱的横向囚禁频率远大于轴向囚禁频率时,体系可以当作一维模型来处理.从描述三维体系的动力学方程可以得到描述一维体系的动力学方程,选取适当的无量纲参数,可以对一维动力学方程组进行无量纲处理,得到数值计算和理论分析中常用到的无量纲方程.选择高斯型试探解(简单孤立子解),利用能量泛函变分法得到一维Bose-Fermi体系稳定的高斯型孤立子存在条件.分析了两种特殊情况下孤立子能够稳定存在的区域以及原子数的临界条件,最后得出了一般情况下稳定基态存在时临界散射长度与原子数以及波包宽度之间的关系.     

多体关联Green函数动力学Ⅰ多体关联Green函数的运动方程

从多体系统的哈密顿量及海森堡方程出发,通过引进非线性变换,完成了体系的多体Green函数的关联分离,并建立起非相对论性的多体关联Green函数的动力学方程组.这个方程组为描述多体系统提供了一种完整的、系统的非微扰计算方法.     

三通道式光子计数法测量荧光量子效率

荧光量子效率是一个重要的光化学和光物理参数。它不仅定量地描述了荧光物质分子辐射过程特性,而且同其它光物理参数相结合能计算无辐射弛予过程动力学参数,从而全面地阐明荧光物质分子激发态弛予过程微观动力学图象。另一方面,如能精确地测得荧光分子激发态寿命,则荧光最子效率就能用来计算反映荧光分子内禀性质的自然寿命。通常认为荧光光谱、荧光寿命和荧光量子效率是表征荧光分子光物理过程特性的三个重要参数。荧光量子效率被定义为以激发态S_1荧光发射的光子数占总吸收光子数的分数。按照测最方法来分类,有绝对最子效率(Absolute Quantun yield)和相对量子效率(Relative Quantun yied)。绝对最子效     

基于光脉冲诱导快相与弛豫荧光的光合作用参数测量技术（英文）

为了更准确获取反映植物生理状态的荧光动力学曲线,基于光合作用电子传递过程研究了植物光合作用参数测量技术。采用可变光脉冲技术将植物光合作用过程分段为快相与弛豫过程,并测量激发光诱导产生的荧光动力学曲线.对激发光带宽与响应时间进行了定量分析;对I-V转换单元与MFB滤波器进行了设计与仿真分析,获取快相荧光动力学信息;采用同步脉冲采样积分技术,对微弱弛豫荧光进行积分,实现了快相与弛豫荧光动力学曲线的完整测量,并结合非线性拟合算法获取光合作用参数.测试结果表明,系统信噪比达到23.8dB;暗适应与光适应下,本系统所测Fv/Fm与Water-PAM测量结果的线性相关系数分别达到0.980和0.997.该研究结果为植物光合作用研究及过程参数测量提供了一种测量手段.     

基于光脉冲诱导快相与弛豫荧光的光合作用参数测量技术

为了更准确获取反映植物生理状态的荧光动力学曲线,基于光合作用电子传递过程研究了植物光合作用参数测量技术.采用可变光脉冲技术将植物光合作用过程分段为快相与弛豫过程,并测量激发光诱导产生的荧光动力学曲线.对激发光带宽与响应时间进行了定量分析;对I-V转换单元与MFB滤波器进行了设计与仿真分析,获取快相荧光动力学信息;采用同步脉冲采样积分技术,对微弱弛豫荧光进行积分,实现了快相与弛豫荧光动力学曲线的完整测量,并结合非线性拟合算法获取光合作用参数.测试结果表明,系统信噪比达到23.8 dB;暗适应与光适应下,本系统所测Fv/Fm与Water-PAM测量结果的线性相关系数分别达到0.980和0.997.该研究结果为植物光合作用研究及过程参数测量提供了一种测量手段.     

固定化发光铂络合物的荧光特性

详细研究了固定化发光铂络合物的荧光特性。根据氧对金属铂络合物发射光的动态猝灭原理及高分子材料的非均一性特征，建立了荧光猝灭动力学模型，并推导出了一个定量描述氧对有机金属铂络合物发射光猝灭作用的通用表达式。该表达式克服了Ｓｔｅｒｎ－Ｖｏｌｍｅｒ方程容易产生负偏差的不足，并能很好地说明固定化发光铂络合物的荧光猝灭机理。     

非单色激光场与同位素原子体系相互作用

本文研究了多模激光场与同位素原子体系相互作用动力学问题。采用混沌模型描述多模激光场，用Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程方法，导出了有限带宽混沌场与同位素原子体系相互作用动力学方程。分析了激光线宽对同位素原子激发电离效率和选择性因子的影响。     

非线性相互作用的自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的淬火动力学

研究了在二维自旋-轨道耦合的相互作用超冷玻色气体中存在一维光晶格时,超流条纹相到超固相的非平衡动力学.通过研究这一动力学过程中的缺陷(位相空间中的涡旋)及波函数的变化行为,利用涡旋数及波函数的交叠等描述方法,确定了考虑光晶格深度随时间线性变化的量子淬火动力学过程的转变时间.发现在转变时间之前,体系对于淬火过程没有响应.当演化时间超过转变时间后,系统开始迅速响应,涡旋数及体系的波函数开始迅速变化.当演化时间足够长时,系统将达到稳态.另外还发现,在上述动力学过程中,由于体系中自旋-轨道耦合的存在,系统在空间中的密度分布与自旋在空间中的结构始终相伴生,即具有拓扑结构的磁斯格明子(反斯格明子)的中心位置始终与体系密度分布的极小值位置相对应.     

Polymer dynamics, fluorescence correlation spectroscopy, and the limits of optical resolution

In recent years, fluorescence correlation spectroscopy has been increasingly applied for the study of polymer dynamics on the nanometer scale. The core idea is to extract, from a measured autocorrelation curve, an effective mean-square displacement function that contains information about the underlying conformational dynamics. This Letter presents a fundamental study of the applicability of fluorescence correlation spectroscopy for the investigation of nanoscale conformational and diffusional dynamics. We find that fluorescence correlation spectroscopy cannot reliably elucidate processes on length scales much smaller than the resolution limit of the optics used and that its improper use can yield spurious results for the observed dynamics.     

基于荧光非共线光参量放大光谱技术的溶剂化动力学研究中的光谱矫正

利用荧光非共线光参量放大光谱技术测量了DCM染料乙醇溶液的溶剂化动力学过程. 实验结果表明,瞬态荧光光谱经过光谱矫正后,可以产生准确的溶剂化相关函数以及溶剂化过程中瞬态光谱峰值频率移动. 本文的工作表明荧光非共线光参量放大光谱技术有益同时关注荧光强度动力学以及光谱谱型演化的研究领域.     

Dipolar Relaxation Times of Tryptophan and Tyrosine in Glycerol and in Proteins: A Direct Evaluation from Their Fluorescence Decays

The dipolar relaxation process induced around tryptophan, indole and tyrosine in viscous media, as well as in several single tryptophan-containing proteins (staphylococcal nuclease, ribonuclease T1, melittin and albumin), has been studied by dynamic fluorescence measurements. A new theoretical model has been developed, including the relaxation dynamics directly in the fluorescence decay function. The phase shift and demodulation data have been fitted with this new algorithm which allows to resolve the different relaxation times influencing the fluorophore excited state. These parameters are in a good agreement with those measured with the traditional time-resolved emission spectroscopy. The results indicate that indeed a correlation exists between the radiative rate change obtained with the new model and the temporal spectral shift reported in the literature. Finally, this new approach has also been extended to the case of superoxide dismutase and phosphofructokinase, allowing to measure the relaxation time even in proteins lacking a temporal spectral shift during the fluorphore's lifetime.     

拟威布尔分布密度函数在荧光寿命成像数据分析中的应用

荧光寿命法成像技术(FLIM)是一种非常有效、功能强大且能用来分析复杂生物组织和细胞分子的成像技术。传统的荧光寿命成像的数据分析,按某些具有不同寿命、离散的单参量指数模型来描述荧光衰减过程。在生物组织这样既复杂又不均匀的样品中,虽然多参量指数模型能提供比单参量指数模型对实验数据更好的拟合效果,但是离散多参量的假定往往是随意的。提出了拟威布尔分布密度函数可能是生物荧光分子团衰减动力过程的真实再现,并且通过计算证明,对于某些生化感兴趣的荧光分子团的多槽基面效价测定样品的数据,相对于单参量指数与多参量指数衰减函数有更好的一致性。同时讨论了将该荧光衰减模型应用于荧光寿命成像的前景。     

Time-wavelength two-dimensional femtosecond fluorescence imaging

We report a new femtosecond time-resolved fluorescence spectrometer that enables us to observe fluorescence intensity as a time-wavelength two-dimensional image in a single measurement. This method utilizes a time-to-space conversion technique and fluorescence sum-frequency mixing with a femtosecond gate pulse. It provides a fluorescence image covering temporal and spectral spans of approximately 2 ps and approximately 60 nm, respectively. Calibration of the time and intensity axes of the image is made by use of a long-lived dye fluorescence. The two-dimensional fluorescence image of beta-carotene obtained demonstrates the high potential of this method for quantitative studies of ultrafast excited-state dynamics.     

Fluorescence study of a field-induced director reorientation in a liquid crystalline polyacrylate

The electric field-induced director reorientation is investigated by fluorescence spectroscopy and turbidimetry. The dynamics of this reorientation are studied as a function of temperature, applied voltage, and frequency.     

荧光动力学的Laplace分析方法

本文发展荧光动力学多指数过程的一种分析方法，即Ｌａｐｌａｃｅ变换方法，提出了动力学谱函数概念，并通过计算动力学谱函数直接得到动力学过程的各参数。     

SOLVATION DYNAMICS OF METHANOL INVESTIGATED BY FEMTOSECOND TIME-RESOLVED FLUORESCENCE UP-CONVERSION TECHNIQUE

The solvation dynamics of methanol has been investigated using a femtosecond time-resolved fluorescence up-conversion technique. Transient fluorescence spectra of Coumarin 152A dissolved in methanol at different time were reconstructed from the measured fluorescence decays. The Stokes shift was obtained and the solvent response function S_v(t) was fitted using a bimodal function with a fast Gaussian component and a slow bi-exponential component. The Gaussian component was attributed to the effect of free streaming motion of the solvent molecules, whereas the bi-exponential component was caused by the rotational diffusion motion of the solvent molecules. A comparison of our results with reported data was made.     

Generalized Poissonian photon distributions in single-nanoparticle fluorescence

It is shown that the physical processes, whose probabilities are described by exponential functions and which determine the dynamics of a single nanoparticle excited by cw laser light, manifest themselves in the distribution function of fluorescence photons via integrals of Poissonian functions.     

单量子双能级系统和双态系统关联函数的研究

以具有简单三能级结构染料分子的单量子系统为研究对象,用带有边界条件的速率方程来反映低功率单色连续激光激励下单分子发射荧光的动力学过程.该方法可以通过时间分辨光子探测获得处理单分子动力学随机过程.研究给出了一种通过求解反映单量子系统动力学过程的物理量——延迟函数计算关联函数的方法,并给出了双能级系统和双态系统延迟函数和关联函数的具体表达式.研究表明,在实际测量中只要获得关联函数曲线,就可以通过数据拟合计算出分子跃迁的动力学参量.