基于DFB型半导体激光器的腔增强吸收光谱研究

介绍了用DFB型可调谐半导体激光器做光源的腔增强吸收光谱(TDL-CEAS)技术.简要介绍了腔增强吸收光谱的发展和实验设计,从法布里-珀罗腔的角度解释了腔增强吸收光谱的有效吸收路径,阐述了腔增强吸收光谱具有高灵敏度的主要原因是腔内介质能够获得很长的吸收光程;用中心波长为1.573μm的DFB型可调谐近红外半导体激光器做光源,用两块高反射率平凹透镜(1.573μm附近,反射率约99.4%,凹面曲率半径为1 m)组成的光学谐振腔做吸收池,采用同时扫描激光和谐振腔的方法,在34 cm长的吸收池内测得了CO2分子在1.573μm附近的弱吸收谱线,探测灵敏度达1.66×10-5cm-1.实验结果表明,腔增强吸收光谱具有灵敏度高、分辨率高、实验装置简单、易于操作等优点.     

Ar（^3P0,2）与SO2反应产生SO（A＂^3∑^＋）的光谱

在流动余辉装置上，研究了亚稳态Ar（^3P0,2）与SO2的传能反应．在位于流动管不同位置的两个窗口处，观察到了320～600nm的不同的两组光谱序列．其中，下游窗口所测光谱与之前作者在Ar与SO2混合气体空心阴极放电实验中得到的光谱一致，确定为SO（c ^1∑^-→X ^3∑^-）的发射谱；根据基于最小二乘法编写的光谱模拟程序模拟的光谱结果，上游窗口所测光谱中位于SO（c ^1∑^-→X ^3∑^-）发射谱线长波方向上的光谱序列被归属为SO（A”^3∑^＋→X ^3∑^-），并得到SO（A＂ ^3∑^＋）的光谱常数为：T00=（30460±18．0）cm^-1，ωe＇Xe＇=（7．7±0．8）cm^-1，ωe＇=（685±8．0）cm^-1．     

活性氮反应产生激发态卤化氮实验研究

报道了利用氮气放电产生的活性氮有效制备激发态卤氮自由基NX(b)(X=F,Cl,Br)的方法.在流动余辉装置上,将含溴有机物CH2Br2、CHBr3、C2H5Br、C4H9Br加入到活性氮中,在550～750nm观察到了较强的NBr(b→X)跃迁发射光谱.机理分析表明,活性氮中的基态氮原子N(4S)与含溴分子反应首先产生基态的NBr,由于亚稳态分子N2(A3Σ+u)的能量转移作用,基态NBr被激发到NBr(b).当含氯有机物CCl4、SOCl2加入到活性氮中时,观察到了NCl(b→X)的发射光谱,而当CHCl3、CH2Cl2加入到活性氮中时,却没有观察到NCl(b)态的辐射跃迁.当SF6与氮气混合放电时,观察到了NF(b)态的跃迁发射谱.分析表明,基态的NCl和NF自由基分别是由N(4S)+CCl3(SOCl2)→NCl(X)+CCl2(SOCl)和N(4S)+SF5→NF(X)+SF4通道产生的,再通过N2(A)能量转移到激发态.     

1．3μm附近CO2的高灵敏度吸收光谱

采用可连续调谐半导体二极管激光器作为探测光源,将长程多通池吸收光谱、波长调制和谐波探测技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高分辨率的测量气态分子光谱及进行微量分析的研究装置.可以测量6.67×102Pa下～10-27 cm-1·(molecule·cm-2)-1的强度,最小可探测吸收达到～10-8.并利用该装置测量了CO2气体在1.31 μm附近的近红外吸收光谱,并用最小二乘法拟合实验数据获得了这一波段谱线的参数.同时测量的谱线参数与HITRAN数据库相比,发现15条数据库上没有报道的弱谱线.     

264～280 nm波段萘的共振增强多光子电离研究

在我们自己研制的具有恒温加热进样系统的激光质谱仪上实验获得了气相萘分子的共振增强多光子电离/飞行时间质谱(REMPI-TOFMS),以及萘母体离子C10H8 和一些主要碎片离子C8H6 、C6H6 、C5H3 、C4H3 、C3H3 在264~280 nm的分质量光谱.结合在266 nm激发波长下实验得到的这些离子的光强指数及不同激光能量下的分支比,对母体离子及主要碎片离子的生成机理进行了探讨:在该波段范围内,萘母体分子首先吸收一个光子从基态跃迁至激发态,激发态分子再吸收一个光子而电离产生母体离子C10H8 ;碎片离子C8H6 、C6H6 、C5H3 、C4H3 、C3H3 则是由母体离子进一步吸收光子解离形成的,并给出了可能的解离通道.     

单个水分子影响OH+O3反应的理论研究

利用CCSD(T)和MP2的理论方法研究了OH与臭氧反应,并考虑大气中水分子的影响．理论计算探索了OH与臭氧反应的两个反应通道,计算出的能垒与以前的实验和理论符合得较好．当水分子被加入时,反应变得更加复杂,发现了六个反应通道,更重要的是反应能垒降低约4.18 kJ/mol．为了评估这些过程在大气化学中的重要作用,用过渡态理论计算了反应速率．计算结果表明,在298 K,对于没有水参加反应的反应速率为5.16×10^-14 cm³/(molecule s)与实验一致．     

延时提取正交发射MALDI技术研究

在反射式飞行时间质谱仪上,采用脉冲电场延时提取技术及离子正交发射采样方式,进行了基质辅助激光解吸附电离技术(MALDI)的研究.实验所用激光波长为266nm,基质为2,5二羟基苯甲酸,样品为孔雀石绿和多肽.得到了上述样品在MALDI条件下离子的质谱图和初速度分布.质谱测量的分辨率达到4000,质量测量的线性相关度好于0.9999,平均误差小于0.0075%.     

激光诱导Al等离子体发射光谱特性的实验研究

本文从实验上研究了不同缓冲气体(He,Ar,N2和Air)中激光Al等离子体的时间分辨发射光谱,研究了原子发射谱线的强度和Stark展宽随延时、缓冲气体性质和压力变化的规律.结果表明原子谱线的强度在3μs左右达到最大值,随着延时的增加,谱线的Stark展宽减小,而缓冲气体压力的增大导致谱线的Stark展宽增大,在实验测定的四种缓冲气体中,Ar气体中谱线的Stark展宽最大.     

有机种子对异戊二烯光氧化反应形成二次有机气溶胶的粒谱演化和形成速率的影响

基于室内烟雾箱实验平台,研究了在有机种子气溶胶下,来自OH启动异戊二烯光氧化反应形成的二次有机气溶胶的动力学. 探究了二次有机气溶胶的粒谱分布分别与来自室内大气中痕量碳氢化合物光氧化反应产生的种子颗粒物浓度以及前体物异戊二烯浓度的依赖关系. 研究结果表明在高浓度种子气溶胶和低浓度异戊二烯条件下(对应于典型城市大气条件),光化学反应形成的二次有机产物凝聚到种子颗粒物表面而造成的颗粒物增长起主导作用;而在低浓度种子气溶胶和相对高浓度异戊二烯条件下(对应于典型偏远地区大气条件),二次有机气溶胶粒谱分布出现双模式结构,分别对应于来自均相成核的新粒子生成和二次有机产物在种子颗粒物上的凝聚增长. 此外,还研究了有机种子颗粒物浓度对二次有机气溶胶形成的影响,评估了在不同种子浓度下二次有机气溶胶粒谱分布的演化和相应新粒子的形成速率.     

碱金属卤化物气相团簇的质谱与密度泛函理论研究

利用自制的电喷雾电离源与大气压力接口飞行时间质谱相结合,成功观察到了一系列的Cl^-(NaCl)_n和Br^-(NaBr)_m阴离子团簇．研究发现,Cl^-(NaCl)_n体系中n=4和7时质谱的相对丰度较高,被认为是幻数团簇,而其同系物Br^-(NaBr)_m,则发现了不同的质谱峰形,反映了这两种盐溶液在液相成核当中具有细微的差异．基于密度泛函理论的全局最小值搜索程序进一步验证了实验上的发现,显示出n=4和7时是最稳定的结构．另外对这类体系的能量计算发现它们的垂直解离能非常的高,即所谓的超级卤素