偏振相移与相位共轭结合的散射光聚焦技术研究

散射介质对光的随机散射作用是制约其光学聚焦和成像的重要因素，光学相位共轭技术能够通过对散射光场共轭还原实现透过散射介质的光学聚焦和成像，其中散射光场相位的获取是共轭还原的核心。阐述了偏振相移的基本原理，将偏振相移与相位共轭技术相结合，设计了新的基于偏振相移的数字光学相位共轭系统。采用633 nm的HeNe激光器作为系统光源，毛玻璃作为散射介质开展散射光聚焦实验研究。实验结果表明:该装置能够成功实现透过散射介质的光学聚焦，其中聚焦点与背景光强的比值可达约400倍。     

鲱鱼精DNA修饰纳米金催化Fehling反应——共振散射光谱法检测痕量Hg2＋

用鲱鱼精DNA (hsDNA)修饰10 nm的纳米金制备了Hg^2＋的hsDNA修饰纳米金共振散射光谱探针(AuhsDNA). 在pH 7.0 Tris-HCl缓冲溶液中及0.017 mol/L NaCl存在下, Hg^2＋与AuhsDNA形成稳定的Hg^2＋-DNA结合物, 引起AuhsDNA中的纳米金析出并聚集形成纳米金簇. 该溶液用150 nm滤膜过滤后, 滤液中过量的AuhsDNA可催化Fehling试剂-葡萄糖反应生成氧化亚铜微粒, 该微粒在580 nm处有一个较强的共振散射峰. 随着汞离子浓度增大, 形成的纳米金簇越多, 滤液中AuhsDNA越少, 生成的氧化亚铜微粒减少, 580 nm处氧化亚铜微粒的共振散射光强度线性降低, 其共振散射光强度降低值?I₅₈₀ nm与汞离子浓度在1～833 nmol/L范围内成线性, 回归方程、相关系数、检出限分别为 ?I_{580 nm}＋0.9, 0.9990, 0.3 nmol/L Hg^2＋. 该法用于废水中Hg^2＋的检测.     

被动差分吸收光谱法测量气体浓度时Ring效应的影响及修正研究

基于散射光、利用痕量气体指纹吸收特性反演气体浓度的方法称为被动差分吸收光谱法(passive DDAS).因其具体结构简单,易于平台搭载等优点近年来获得了长足发展.被动DOAS中利用太阳散射光作为光源解析大气污染气体柱浓度时,会受到太阳弗朗和费光谱的"填充线"即Ring效应的强烈影响,尤其是对浓度很低的痕量气体,致使不易获取其浓度、影响其测量精度.文章以反演大气中NO2气体为例,介绍了稳定天气条件下Ring效应造成的影响、分析了Ring效应影响与太阳天顶角的关系,提出了根据不同太阳天顶角选取不同Ring光谱参与拟合的修正方法,并且利用该处理方法反演了在3天稳定天气条件下不同仰角下的斜柱浓度.实验证明该修正方法的可行性.     

基于光子散射的功能成像技术

阐述了基于光子散射模型下的功能成像技术.运用蒙特卡罗方法对光子在介质中的散射路径进行了模拟和分析,从而引入光子散射的概念.通过对光子散射方程的解释引入了散射光子密度波的概念.通过无限大模型下光子密度波的波方程,引出光子密度波的异质模型.建立了基于消元的奇异值弱化重建算法,完成了对病态方程的求解,实现了对内嵌于均匀介质中异质的吸收系数分布图像的重建.在基于光散射成像技术所开发的成像系统平台下实现了异质小球的成像实验,对多个不同浓度的物体完成了成像,探测到介质中由于微小浓度改变而引起的吸收系数变化.     

散射光数字全息检测过程的统计光学讨论

从统计光学及标量衍射的基本理论出发,研究散射光数字全息重构波面与原散射波的关系,提出非平滑物体双曝光全息过程中散射光传播及干涉的简化模型.基于简化模型及计算机数值计算,对一个双曝光全息干涉系统转动形变的检测过程进行了理论模拟,并通过与该系统实验测量的比较,证实了简化模型的可行性.     

527 nm激光辐照盘靶受激布里渊散射光角分布

 在“星光Ⅱ”激光装置上，开展了527 nm激光与金盘靶和铝盘靶相互作用实验，研究了激光辐照盘靶的受激布里渊散射光散射机制，获得了散射光能量角分布。实验结果表明：激光辐照金盘靶时，在入射激光能量大致相同的情况下，受激布里渊散射光能量在匀滑的条件下比没有匀滑时低一个数量级以上（背反能量除外），束匀滑对散射光的抑制作用十分明显。在匀滑条件下，越靠近背反方向，散射光能量越大。散射光能量分布沿方位角的变化不大。激光辐照铝盘靶时，散射光能量分布的离散性较大。     

分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调

提出了一种用于分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调新方案,采用瑞利散射光时域反射仪(OTDR)曲线解调光纤的反斯托克斯散射光时域反射仪曲线。首先将测量温度范围分成数段,用传统解调方法获取待测温度,然后判断该温度属于哪段内,最后用该对称的数段边界标定温度解调得到偶数个温度测量值,取平均值作为测量值。该方法提高了系统的测温精度和稳定性,系统的测温误差在±0．05℃内,空间分辨力1 m。实验结果与理论分析一致。     

基于BOTDR的隧道应变监测研究

布里渊散射光时域反射计 (BOTDR)是近年来才研发成功的分布式应变测量技术。本文首先介绍了BOTDR的优点和测量原理 ,以某隧道的BOTDR应用实例 ,论证了这一技术应用于岩土工程等结构物分布式应变监测的可行性和优势 ,最后就这一技术在应用中的一些关键技术 ,如空间分辨率、光纤布设工艺、健康监测与损伤诊断等作了阐述     

十二烷基苯磺酸钠共振散射光谱法测定木瓜蛋白酶活力

在pH值6.5的磷酸盐缓冲溶液中,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与酪蛋白(Casein)形成缔合物微粒,在470,360,400,420和520 nm产生5个瑞利散射峰。在选定条件下,木瓜蛋白酶(Papain)可水解酪蛋白(Casein),加SDBS可中止酶催化反应并与未反应的酪蛋白底物结合形成缔合物微粒。随着Papain浓度的增大,470 nm处的共振散射峰强度降低。Papain的酶活力在0.048～4.8 USP·mL-1范围内与ΔI_{470 nm}呈现良好的线性关系。其线性回归方程为ΔI_SDBS=1.972c+2.31,相关系数分别为r=0.999 9,检测限为0.020 USP·mL-1。该法用于嫩肉粉中木瓜蛋白酶活力测定,结果令人满意。     

痕量H2O2的酶催化-阳离子表面活性剂缔合物微粒共振散射光谱测定

在醋酸盐缓冲溶液中, 辣根过氧化物酶(HRP)催化H2O2与过量的I－反应生成 , 分别与阳离子表面活性剂(CS) 十四烷基苄基二甲基氯化铵(TDMAC)、十二烷基苄基二甲基氯化铵(DDAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十八烷基苄基二甲基氯化铵(ODAC)、氯代十六烷基吡啶(CPC)、氯代十二烷基吡啶(DPC)和四丁基碘化铵(TBAI)形成TDMAC-I3, DDAC-I3, CTAB-I3, ODAC-I3, CPC-I3, DPC-I3和TBAI-I3缔合物微粒. 该缔合物微粒均在460 nm处有一个较强的共振散射峰. H2O2浓度在0.17×10－7～173×10－7, 0.43×10－7～173×10－7, 1.73×10－7～259×10－7, 1.73×10－7～86.4×10－7, 1.73×10－7～216×10－7, 0.86×10－7～259×10－7和0.86×10－7～86.4×10－7 mol•L－1范围内分别与各体系在468 nm处的共振光谱强度呈线性关系, 其检出限分别为0.86×10－8, 2.2×10－8, 8.6×10－8, 4.6×10－8, 3.6×10－8, 4.3×10－8和4.4×10－8 mol•L－1. 本文将TDMAC体系用于过氧化氢测定, 结果满意.