真空环境熔融金属成分检测的激光诱导击穿光谱系统

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是应用于冶金在线分析最具前景的技术之一。为了研究真空和高温条件下LIBS光谱特性和物质成分定量分析方法,设计并搭建了可实现真空环境高温熔融金属LIBS光谱测量的实验系统。系统以调Q Nd: YAG脉冲激光器为光源,采用不同焦距透镜实现激光聚焦和信号光采集,并利用光谱仪进行光谱检测,真空获取和高温加热通过真空泵和中频感应电炉实现,感应加热线圈通过陶瓷封接引线法兰与真空系统进行整合。经过安装测试,搭建系统在未加热情况下真空度可达1×10-4Pa,加热温度可达到1 600 ℃,可实现真空环境下铁、铝等金属加热或熔融,并获得相应环境下的LIBS测量光谱。利用该系统进行真空和熔融条件下标准钢样品的LIBS实验,得到了固态钢样品LIBS光谱在不同真空度下的光谱对比,以及真空环境熔融态和固态钢样品光谱对比。通过对测得的LIBS光谱进行数据处理和理论分析,所得初步实验结果与现有研究结论相符合,表明该系统工作状况良好,可满足真空环境下的熔融金属成分分析研究的基本需求。     

偏振光的特性研究及其检测综合实验简介

利用微机辅助开设了偏振光特性研究和检测实验，该实验使光学实验与电子线路、微机原理及接口技术相结合，可作为对高年级学生开设的综合性实验。     

氧化锌纳米棒的生长过程研究

利用高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙酸锌的配合物作为前驱体,在300 ℃温度下煅烧,并制备了氧化锌纳米棒。生成的产物用XRD,TEM,SAED等测试方法进行了表征。为了研究氧化锌纳米棒的生长过程,我们通过控制制备前驱体所需原料的比例不变,改变在300 ℃温度下煅烧的时间,分别为0.5, 3, 12和24 h,来观察生成产物的形貌特征。实验发现在110 ℃温度下干燥的前驱体中已经有氧化锌微晶生成;在300 ℃温度下煅烧0.5 h后就出现了明显的由几个纳米大小的微晶所组成的氧化锌纳米棒;煅烧3 h后的产物是结构非常完整的径直单晶ZnO纳米棒;12和24 h煅烧前驱体生成的ZnO纳米棒长度有所增加,ZnO的量基本保持不变。实验发现氧化锌的生长是沿着c轴方向,但是在横向也有生长方向。     

多酸有机亚胺衍生物的紫外-可见光谱及其取代基效应

以(Bu₄N)₄[α-Mo₈O₂₆]和各种取代苯胺及其盐酸盐为原料, 在碳二环己基亚胺(DCC)存在下, 经脱水反应,合成了多种六钼酸根有机亚胺衍生物, 并用元素分析,1H-NMR,IR和UV-Vis光谱等进行表征,重点研究了六钼酸根有机亚胺衍生物在乙腈溶液中的紫外光谱。研究结果表明,该类化合物具有典型的分子内电子转移的紫外-可见光谱特征,其特征峰位移Δλ_max与苯胺的苯环取代基的共轭效应指数(σ_R)之间存在良好的线性关系。     

四碘荧光素与牛血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

用荧光光谱法研究了四碘荧光素与牛血清白蛋白的结合反应。测得该反应的结合常数为2.65×105 L·mol-1,结合数n=0.86,探讨了它们的相互作用机理。四碘荧光素主要以疏水作用力与牛血清白蛋白相互作用,同时,牛血清白蛋白的存在会增强四碘荧光素的发光,且强度的变化在一定范围内与牛血清白蛋白的浓度成正比。以此为基础在pH 8.64的条件下建立了测定牛血清白蛋白的方法。该法的线性范围为8×10-7～9×10-6 mol·L-1,精密度为3.4%,检出限9.88×10-8 mol·L-1。     

激光微区发射光谱分析法测定铝酸锶铕镝长余辉材料中的铕

激光微区发射光谱分析法结合CCD光学多道分析仪测定了SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉材料中铕的含量,研究了该方法用于长余辉材料定量分析的准确性。实验中以Eu(Ⅱ)412.973nm为分析线,计算机拟合LogIf~Logc工作曲线,对Eu的分析结果表明:分析谱线相对强度RSD为4.3%,定量分析相对标准偏差RSD为7.4%,分析结果的平均值为2.13%;采用高温固相反应法制备SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉材料,制备前后的Eu百分含量发生明显变化,高温合成后的长余辉材料中Eu百分含量明显增大。     

掺铒聚合物光波导放大器的数值分析

针对掺铒聚合物光波导放大器(EDWA),提出了一种基于Douglas离散格式改进的有限差光束传播法(FD-BPM)的数值计算方法。对每一传输步长结合多能级速率方程计算出EDWA中光场传输强度分布,及掺铒光波导放大器的增益传输特性。设计并研究了掺铒聚合物通道波导和Y形分束器的放大增益特性。在掺铒聚合物直波导中,Er3 浓度为9.0×1025ions·m-3,输入信号和泵浦光功率分别为1μW和2mW,其增益为1.6dB/cm;在掺铒聚合物Y形分束器中,输出信号光分束比相等,并能实现无损耗分束。     

HIRFL-CSR重离子束内散射效应

电子冷却本质上是电子冷却作用与重离子束内散射作用的动态平衡过程. 在Bjorken和Mtingwa束内散射理论的基础上, 应用对称椭圆积分的方法做束内散射增长率的数值模拟, 并应用于HIRFL-CSR的磁铁聚焦结构. 计算结果表明, 束内散射不会成为CSR磁聚焦结构设计的障碍, 并且CSR可以达到冷却设计指标.     

双端抽运热容激光器温度特性分析

通过对激光二级管阵列双端抽运热容激光器晶体的分析,建立了热传导模型及边界条件.利用有限元方法模拟了晶体的温度场分布,并分别对抽运光斑直径、抽运持续时间、抽运光强和晶体端面尺寸等因素对温度场分布的影响进行了分析,得到了热容工作模式下的激光器温度特性.结果表明,晶体端面温差随抽运光斑直径的增大先增后减,存在一个极大值,并且在不同抽运光强下,出现端面温差极大点时的抽运光斑直径不变.     

EXPERIMENTAL STUDY ON THE SELF-MODE-LOCKED Ti:SAPPHIRE LASER

The role of gain aperture in self-mode-locked Ti:sapphire laser was verified in our experiments. The observation of self-Q switching of self-mode-locked Ti:sapphire laser is reported. And tuning pulse duration from 50fs to 14.5ps was achieved.