不同产地翡翠的紫外-可见吸收光谱特征研究

翡翠为一种珍贵的玉石。不同产地的翡翠价值差异较大,有些不法商人以某些产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取高价。迫切需要一种可靠方法来确定宝石地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代、矿物组合、硬玉组分含量等方面探讨不同产地翡翠,缺乏快速有效鉴别产地的方法,以缅甸、俄罗斯、危地马拉翡翠为研究对象,对不同产地相同厚度翡翠样品的谱学研究发现：不同产地翡翠紫外-可见吸收光谱中都存在两个明显的吸收峰,紫区437 nm的吸收峰为Fe3+的吸收,430 nm处的吸收峰为Ｍn２＋的自旋禁阻跃迁所致,但是三个产地翡翠紫外-可见吸收光谱的吸收系数范围不同,430 nm处吸收系数峰值范围小于0.62,437 nm处吸收系数峰值小于0.66时,为缅甸翡翠,430 nm处吸收系数峰值范围大于1.1,437 nm处吸收系数峰值大于1.1,为危地马拉翡翠,430 nm处吸收系数峰值范围0.62~1.14,437 nm处吸收系数峰值范围0.66~1.1时,俄罗斯、危地马拉及缅甸翡翠紫外吸收波段重合,为三个产地翡翠共同区域。采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)确定MnO和FeO元素含量,发现不同翡翠产地紫外-可见430和437 nm吸收峰值与MnO和FeO元素含量呈正相关关系,该研究为紫外-可见吸收光谱技术应用于翡翠产地快速鉴别,有一定的实用性和可行性。     

NONLINEAR EXCITED STATE ABSORPTION IN CADMIUM-PORPHYRIN-LIKE

Nonlinear absorption at 532 nm in a cadmium texaphyrin solution has been studied using 8ns and 23ps laser pulses. The experiments show that reverse saturable absorption occurs in the nanosecond case. For picosecond pulses, RSA occurs only at low fluences, and saturable absorption occurs at high fluences. A six-level model is proposed to explain these nonlinear absorption effects. Several photophysical parameters of excited states for cadmium texaphyrin, such as absorption cross-sections at 532nm and lifetime, have been evaluated by fitting theoretical calculations with the experimental results.     

CdSe/ZnS核-壳结构量子点的非线性光学吸收

利用开孔Z扫描技术研究了吸收峰分别为553 nm和503 nm的两种尺寸CdSe/ZnS核-壳结构量子点溶液的非线性吸收性质.对于532 nm,6 ns激光脉冲,两种材料均表现出饱和吸收向反饱和吸收转化的现象.数值模拟结果表明：当吸收峰波长大于激光波长时,饱和吸收过程由快、慢两种机制组成,分别对应基态载流子被激发至不同的激发态,而强光下的反饱和吸收与快过程相关;当吸收峰波长小于激光波长时,饱和吸收主要由快过程机制引起,强光下的反饱和吸收源自激发态吸收和双光子吸收.我们的研究结果表明半导体量子点是研制光开关和光限制器件的理想候选材料.     

强激光在高Z等离子体中吸收的波长关系

利用“神光Ⅰ”输出的～５００Ｊ、１．０５μｍ，～２００Ｊ、０．５３μｍ激光和“星光Ⅱ”输出的～７０Ｊ、０．３５１μｍ激光，实验研究了激光与金圆盘靶作用产生的等离子体对激光的吸收，获得了激光１０°、４５°入射Ａｕ盘靶吸收的波长关系。实验结果与一维平面等离子体吸收模型计算的结果基本相符。     

Nonlinear optical behaviors in a silver nanoparticle array at different wavelengths

The optical nonlinearities of an Ag nanoparticle array are investigated by performing Z-scan measurements at the selected wavelengths (400, 600, 650, and 800 nm). The nonlinear refraction index in the resonant region (around 400 nm) exhibits a significant enhancement by two orders compared with that in the off-resonant region (around 800 nm)), and exhibits an sign alternation of the resonant nonlinear absorption, which results in a negligible nonlinear absorption at a certain excitation intensity. Moreover, a low degree of nonlinear absorption was measured at the edges of the resonant region (600 and 650 nm), which is attributed to the competition of the saturated absorption and the two-photon absorption processes.     

Nonlinear optical behaviours in a silver nanoparticle array at different wavelengths

The optical nonlinearities of an Ag nanoparticle array are investigated by performing the Z-scan measurements at the selected wavelengths (400, 600, 650, and 800 nm). The nonlinear refraction index in the resonant region (around 400 nm) exhibits a significant enhancement by two orders compared with that in the off-resonant region (around 800 nm)), and exhibits an sign alternation of the resonant nonlinear absorption, which results in a negligible nonlinear absorption at a certain excitation intensity. Moreover, a low degree of nonlinear absorption was measured at the edges of the resonant region (600 and 650 nm), which is attributed to the competition of the saturated absorption and the two-photon absorption processes.     

An investigation of photo-quenching properties of LEC GaAs by using optical and electrical techniques

We have performed a series of novel measurements on n-type GaAs, involving photo-quenching of Schottky capacitance and optical absorption on samples grown from melts of various stoichiometry. Decrease of Schottky capacitance by photo-quenching at temperatures below 130 K, which is normally ascribed to the photo-quenching of EL2 centres, is accompanied by optical absorption bleaching at 1 μm wavelength. After complete bleaching of both Schottky capacitance and optical absorption by EL2 centres at a measurement wavelength of 1 μm, the near-band-edge absorption extending to about 50 meV below E_g, was still present. Photo-quenching of this absorption could be observed but only at temperatures below 45 K. However, no capacitance change related to this absorption bleaching was observed. It follows that the photo-quenching of the near-band-edge absorption cannot be due to EL2 centres and that the absorption mechanisms at 1 μm and close to the band-edge are due to different defects.     

GaN晶体在飞秒紫外波段激发下的可变非线性吸收效应和光动力学过程研究

采用Z扫描和泵浦-探测技术研究了GaN薄膜在370 nm时的非线性光学效应和非线性光动力学过程。首先,基于GaN薄膜的透射光谱,结合线性光学理论分析得到了其在370 nm的线性折射率n₀、线性吸收系数α₀、光学带隙E_g等线性光学性质。采用飞秒激光Z扫描技术,得到了不同光强激发下的Z扫描实验响应结果,结合非线性光学理论提取出GaN薄膜可变的光学非线性吸收效应。在激发光子能量接近GaN带隙情况下,低光强时材料表现为饱和吸收而高光强时为反饱和吸收,这是因为低光强下单光子吸收占主导而高光强下以单光子感应自由载流子吸收为主。闭孔Z扫描测量得到了GaN薄膜的三阶非线性折射系数为n₂=-(1.0±0.1)×10-3 cm2·GW-1,它几乎比传统非线性介质的高出一个数量级。为了探究上述非线性过程的动力学弛豫时间以及进一步探究GaN薄膜非线性光动力学过程的深层物理机制,采用了交叉偏振飞秒退相泵浦探测技术观察GaN薄膜的光激发载流子动力学弛豫过程。实验结果表明,在低光强下,饱和吸收效应来源于瞬态单光子吸收,高光强下单光子感应自由载流子吸收为非瞬态光动力学过程,其自由载流子弛豫时间约为17 ps。该工作将为GaN薄膜在紫外非线性纳米器件应用以及GaN薄膜非线性过程的机制分析理解提供新的思路。     

含玻璃微球的黏弹性复合材料覆盖层的水下吸声性能分析

水下吸声覆盖层对潜艇的隐身具有重要的意义, 因此得到了广泛的关注. 本文对含有玻璃微球的黏弹性复合材料覆盖层的水下吸声性能进行了理论分析. 采用等效参数法计算了玻璃微球的体积含量对复合材料的力学和声学性能的影响. 应用声波在多层介质中传播的一维模型, 计算了不同玻璃微球体积含量的单层复合材料覆盖层的吸声性能.结果表明, 增加玻璃微球的体积含量可以提高覆盖层的低频吸声性能, 但是其高频吸声性能降低.采用遗传算法对玻璃微球在覆盖层厚度方向上的体积含量分布进行优化. 优化的多层结构可以在一定的频带内改善覆盖层的表面与水的声阻抗匹配, 在保证覆盖层的高频吸声系数大于某一限值(0.7)的前提下, 提高其低频吸声性能.另外, 多层优化结构覆盖层不含宏观的空腔结构, 不影响覆盖层的耐压性能.其结构简单, 对制备工艺的要求不高.因此, 本文形成的理论方法适用于水下吸声覆盖层的设计. 关键词： 水下吸声 黏弹性复合材料 玻璃微球 遗传算法     

人体血样吸收光谱的检测分析

生命科学是当今科学研究的一个重要领域,针对人体血液检测这一重要课题,采用光谱分析技术,提出通过对人体血清的吸收光谱特性进行分析,将其应用于疾病诊断这一国内外较少涉足的研究课题。比较了正常血样血清和异常血清的吸收光谱特性。研究发现,正常与异常血清在大部分波段上的吸光度都是相似的,但在278 nm附近吸光度有比较明显的差别;高血糖血清在285 nm处的吸光度与正常血清相比明显增强,并且峰值位置产生了一定的漂移,表现出吸收光谱在吸光度和峰值位置的异常;而高血脂血清在414 nm处有个较之正常血清比较明显的吸收峰。因此,通过比较光谱特性,为疾病诊断提供了一种血液分析的新方法。与已有的血液检测方法相比,所提出的血液光谱特性分析方法具有检测方便、分析简单、快速和易于推广等优点。     

近红外光谱范围人肝癌变和热凝固导致组织吸收和散射特性的变化

研究了人肝的癌变及热凝固导致其对710,730,750,770,790,810,830,850,870和890 nm的钛宝石激光的吸收和散射特性的变化,实验采用双积分球测量系统以及反向倍增法获取肝组织的吸收和散射特性参数.结果表明:人肝的癌变导致其吸收系数发生了显著的减小,其变化的最大值在850 nm,其值为86.12%,而变化的最小值在750 nm,其值为82.65%.正常人肝组织热凝固导致其吸收系数明显变化,其吸收系数的变化的最大值在710 nm,其值为79.55%,而变化的最小值在790 nm,其值为0.72%.人肝癌组织热凝固导致其吸收系数显著地增大,其变化的最大值在810 nm,其值为78.69%,而变化的最小值在710nm,其值为38.16%.人肝的癌变导致了肝组织的散射系数发生了显著的增大,其变化的最大值在710 nm,其值为158.37%,而变化的最小值在890 nm,其值为136.03%.正常人肝组织热凝固导致其散射系数显著地增大,其变化的最大值在890 nm,其值为632.92%,而变化的最小值在710 nm,其值为587.40%.人肝癌组织热凝固导致其散射系数显著地增大,其变化的最大值在810 nm,其值为384.25%,而变化的最小值在710 nm,其值为330.86%.肝组织的吸收和散射特性的变化也随着激光波长的变化而变化.     

犀牛角及其替代品的红外光谱分析

对犀牛角及其替代品进行红外光谱分析,结果表明,犀牛角在2350cm-1有两个磷脂P-H伸缩振动的吸收峰,水牛角在此处也有两个吸收峰,强度稍高于犀牛角,而其他角样品在此处只有一个吸收峰或无吸收峰;在1733cm-1有氨基己糖和磷脂的C=O伸缩振动弱吸收峰,在881cm-1有牛磺酸的S-O伸缩振动吸收峰,其他角样品都无此吸...     

Switching from "absorption within transparency" to "transparency within transparency" in an electromagnetically induced absorption dominated transition

The absorption of a resonant coupling laser driving a closed degenerate two-level system in an atomic cesium beam was investigated as a function of the detuning of a second laser probing the same transition. The measurements were performed for four different polarization combinations of the two laser beams. Except for the beams of counterrotating polarizations all coupling-laser absorption profiles showed "absorption within transparency," i.e., the absorption in the region around the two-photon resonance was smaller than the absorption corresponding to the one-photon transition induced by the coupling laser, and an extra absorption peak was observed on this curve at the two-photon resonance. With regard to the beams of counterrotating polarizations we observed a switch from absorption within transparency to "transparency within transparency" when the probe-laser power exceeded the constant coupling-laser power. In other words, the cesium ensemble became mostly transparent to the coupling-laser beam at the two-photon resonance.     

Absorption modification by laser irradiation in DKDP crystals

Laser-induced modification at 355 nm of deuterated potassium dihydrogen phosphate(DKDP) crystals following exposure to nanosecond(ns) and sub-ns laser irradiation is investigated in order to probe the absorption mechanism in damage initiation. Laser damage resistance is greatly improved by sub-ns laser conditioning,whereas only a little improvement occurred after ns laser conditioning at the same laser fluence. Moreover, scattering and transmittance variations after the two types of laser conditioning indicate similar reduction of linear absorption. However, by contrast, large differences on nonlinear absorption modification are discovered using Z-scan measurement. This characteristic absorption modification by laser irradiation provides evidence that a nonlinear absorption mechanism plays a key role in damage initiation at 355 nm.     

鸟苷发酵不同阶段发酵液紫外特征光谱的研究

研究了发酵不同阶段鸟苷发酵液的紫外吸收光谱,结果表明,鸟苷发酵不同阶段发酵液紫外吸收光谱会呈现相应的特征光谱。发酵前期除了275nm处的波峰外,在249nm又出现了一个新峰,并且随着发酵时间增加新峰逐渐升高成为主峰;发酵中期275nm处的波峰逐渐减弱并最后消失;发酵后期249nm处的波峰成为发酵液的特征波峰,并随时间的增加逐渐上升;发酵末期的显著特征为发酵液λmax的吸光值基本不变。鸟苷发酵不同阶段发酵液特征光谱研究为人们认识鸟苷发酵的动态过程提供了一种新的技术和途径,对于鸟苷发酵生产具有一定的指导意义。     

BaF2替代BaO 对钡镓锗酸盐玻璃光学性质的影响

在摩尔分数组成x(BaO),r(Ga2O),r(GeO2)为0．20,0．15,0．65的玻璃中,分别以摩尔分数0．05,0．10．0．15和0．20的BaF2替代BaO,研究了氟化物对玻璃折射率和光吸收性质的影响。结果表明,在玻璃中加入氟化物．玻璃折射率和色散降低,玻璃的紫外吸收边向短波侧迁移,而红外吸收边无明显变化。不含氟化物的氧化物玻璃中含有大量的OH基．这些OH基在2．24μm、2．97μm和4．23μm附近引起光吸收．在含氟化物的玻璃中,2．24μm的吸收峰消失,而2．97μm和4．23μm附近的吸收大大减弱。讨论了各OH基吸收峰的起源,利用计算机技术对2．97μm附近的OH基吸收峰进行了高斯峰分离。玻璃在2．24μm的弱吸收可能来自H2O分子的一个伸缩模和两个振动模的结合(p 2ρ)．4．23μm吸收带是由与非桥O形成强氢键的OH基(T-OH…O^--T)伸缩振动引起,而中心位于2．7～3．2μm的OH吸收带为受不同程度氢键影响的OH基伸缩振动吸收．这些吸收带叠加导致OH吸收带出现非对称性加宽,吸收中心随玻璃中OH含量不同发生移动。     

3-羟基黄酮在不同极性和酸碱度溶剂中的光谱研究

实验观测了3-羟基黄酮(3-HF)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,发现在吸收光谱中有3个吸收带,峰值位于300和345 nm的两个吸收带较强,位于415 nm处的吸收带较弱。用345 nm作为激发光,观测到两个荧光带,其中峰值位于400 nm的荧光带为3-HF稀醇式构型的发射,随着溶剂极性的增大其强度增强,峰值位于526 nm的荧光带为3-HF互变异构体的发射,随着溶剂极性的增大其强度减弱,这表明溶剂极性阻碍质子转移的发生。用415 nm的光激发样品,在荧光光谱中发现了3个新荧光谱带,峰值分别位于440,471和515 nm,这3个荧光谱带归属至今未见报道。为了指认这3个荧光谱带,分别观测了3-HF在不同酸碱度溶液的荧光光谱及其吸收光谱,通过对这些光谱的分析研究,指认出荧光峰位于440和471 nm的荧光谱带为3-HF的两种阳离子的发射,峰值位于515 nm的荧光谱带为3-HF的阴离子的发射。     

“黑青”“黑碧”的谱学鉴别特征探究

“黑青”指颜色近黑色,主要成分为透闪石的青玉。“黑碧”指颜色近黑色,主要成分为阳起石的碧玉。采用电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪和红外光谱测试分析手段,确定“黑青”“黑碧”的矿物种属。采用拉曼光谱、显微紫外-可见分光光度计、红外光谱对“黑青”“黑碧”的谱学鉴别特征进行探究。“黑青”为标准透闪石拉曼谱峰,“黑碧”的谱峰位置与“黑青”存在几个波数的偏差,向波数小的方向移动。可见-近红外波段,“黑青”出现445 nm吸收峰,680和940 nm宽吸收带,为Fe2+和Fe3+作用;“黑碧”出现445 nm吸收峰,660和690 nm双吸收峰以及970 nm吸收峰,为Fe2+,Fe3+,Cr3+作用。显微紫外-可见光谱可分析到样品的近红外区,“黑青”在1 397,2 310,2 387和2 466 nm出现强吸收峰,1 915和2 120 nm出现弱吸收峰;“黑碧”在1 400,2 313和2 394 nm出现吸收峰。红外光谱分析“黑青”在5 225,4 738,4 692,5 349,4 317,4 190和4 064 cm-1存在吸收峰;“黑碧”在4 708,4 307,4 178和4 031 cm-1存在吸收峰。显微紫外-可见光谱与红外光谱分析结果虽然存在小的差异,但基本保持一致,以红外光谱分析结果为准。将透闪石质的“黑青”、阳起石质的“黑碧”、广西大化阳起石质玉进行对比,综合红外光谱和显微紫外-可见光谱分析结果得出“黑青”（透闪石）与“黑碧”（阳起石）近红外光谱的鉴别特征：“黑青”（透闪石）在4 800～4 600 cm-1存在两个吸收峰,4 350～4 300 cm-1存在分裂双吸收峰;“黑碧”（阳起石）在4 800～4 600 cm-1存在一个弱吸收峰,4 350～4 300 cm-1存在一个吸收单峰。且“黑碧”（阳起石）的近红外吸收峰相较于“黑青”（透闪石）整体向低波数方向移动。     

低温辐射计黑体腔吸收率分析

低温辐射计是目前国际上光辐射功率计量中准确度最高的测量系统,其光辐射测量不确定度可达10-5量级,目前国内仅有少数研究机构从国外引进低温辐射计开展计量研究,亟待发展国产低温辐射计替代进口产品。由于低温辐射计采用低温超导状态下的电替代测量原理进行光辐射功率测量,发展低温辐射计的难点之一在于研制黑体吸收腔这一核心光辐射接收器件,并要求黑体腔在各波长下的吸收率都要达到0.999 9以上。为研制超高光谱吸收率的黑体吸收腔,系统性分析了各影响黑体腔光谱吸收率因素,在此基础上利用蒙特卡罗光线追迹方法重点研究了光谱波长、腔体长度、黑材料漫反射系数、黑材料吸收率和入射光空间位置等对斜底黑体腔光谱吸收率的影响。研究结果表明：在300～1 100 nm波长范围内黑体腔吸收率与其内壁涂黑材料的吸收率呈正相关,且在300～1 000 nm范围内的吸收率都达到了0.999 9以上,其中在700 nm处的吸收率取得最大值0.999 941 5,表明采用该类型黑材料的黑体腔只在300～1 000 nm范围内满足低温辐射计设计要求,后续需要根据仿真和测试结果对低温辐射计在不同波长下的光电不等效性进行修正;在黑体腔结构和口径确定的情况下,黑体腔吸收率将随腔长增加而逐渐升高,在40 mm后变化趋缓,并在65 mm后逐渐趋于平衡,考虑到低温辐射计低温舱对腔体尺寸的限制,认为腔体长度与口径之比为6.5时较为合适;黑体腔吸收率还受黑材料的漫反射系数影响,随着黑材料漫反射系数的提高,腔体吸收率呈现近似线性下降,所以在选择黑体腔涂黑材料时,在吸收率等指标相同的情况下应尽量选择镜面吸收黑;黑材料吸收率从0.8到1的变化过程中,腔体吸收率提升了0.05个百分点,且黑材料吸收率为0.92时腔体吸收率可达到0.999 9以上,表明黑材料在其有效工作波长范围内任一点的光谱吸收率都要大于0.92;腔体吸收率还受入射光投射的空间位置影响,光线位置越靠近斜底腔顶点处,腔体吸收率越高,但整体吸收率变化不明显,光线位置对腔体吸收率影响只有不到0.004个百分点,几乎可以忽略,认为斜底腔不同位置处的吸收率是均匀的。研究结果对低温辐射计黑体腔研制有一定参考价值。     

A terahertz polarization insensitive dual band metamaterial absorber

Metamaterial absorbers have attracted considerable attention for applications in the terahertz range. In this Letter, we report the design, fabrication, and characterization of a terahertz dual band metamaterial absorber that shows two distinct absorption peaks with high absorption. By manipulating the periodic patterned structures as well as the dielectric layer thickness of the metal-dielectric-metal structure, significantly high absorption can be obtained at specific resonance frequencies. Finite-difference time-domain modeling is used to design the structure of the absorber. The fabricated devices have been characterized using a Fourier transform IR spectrometer. The experimental results show two distinct absorption peaks at 2.7 and 5.2?THz, which are in good agreement with the simulation. The absorption magnitudes at 2.7 and 5.2?THz are 0.68 and 0.74, respectively.