High-precision detection technology of NO concentration based on UV differential-adaptive interference cancellation北大核心CSCD

In order to realize high-precision monitoring of vehicle emission, a high-precision and wide-range NO measurement method was proposed. Aiming at the problem that the absorption peaks of SO2 and NO in emission overlapping in the UV band, and it was impossible to directly perform single-component gas inversion, the differential optical density (DOD) of mixed gas in the NO sensitive band (200 nm～230 nm) was first calculated by the ultraviolet differential optical absorption spectroscopy (UV-DOAS) method. Then, the adaptive interference cancellation technology was introduced to achieve rapid separation of mixed gas DOD. Finally, the least square method was used to perform the concentration inversion of separated NO. This method could achieve rapid inversion of NO concentration (volume fraction of gas) in the range of 100×10−6 to 3 000×10−6. After testing, the absolute value of the relative error of inversion is less than 10% in the concentration range of 100×10−6 to 200×10−6, and less than 5% in the concentration range of 300×10−6 to 3 000×10−6. This method has the characteristics of large measurement range and fast speed, and can meet the measurement requirements of NO concentration in the range of 3 000×10−6 in vehicle emission. © 2022 Editorial office of Journal of Applied Optics. All rights reserved.     

叶绿素浓度垂直不均一分布对于分层水体表观光学特性的影响

以往大部分海洋光学和海色研究都是以海洋光学有效成分及固有光学特性垂直均一分布的假设为基础进行的,然而海洋观测表明海水成分的垂直不均一性大量存在。文章通过Hydrolight辐射传输模拟研究了叶绿素浓度垂直不均一分布对海水表观光学特性的影响。叶绿素浓度垂直不均一分布由高斯模型来近似模拟,选择成熟的一类水体生物光学模型,利用Hydrolight辐射传输代码模拟表观光学特性,将垂直不均一廓线情况下模拟的表观光学特性值与具有本底值的均一廓线情况所模拟的相应值进行了比较。结果表明,水表面以下的叶绿素浓度最大值增加了蓝光波段的遥感反射率,减小了绿光波段的遥感反射率,而且改变了水体中辐射的方向分布,在叶绿素浓度最大值处,下行辐射漫衰减系数和平均余弦廓线分别出现峰值和谷值。     

Eu3+掺杂CaWO4红色荧光粉发光性质的浓度依赖关系研究

采用共沉淀法制备了不同Eu³⁺掺杂浓度的CaWO₄荧光粉材料.通过X射线衍射和场发射扫描电镜技术对样品的结构和形貌进行了表征.测量了各样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线, 计算了各样品的部分Judd-Oflet (J-O)参数和^5D_0 (Eu³⁺)能级量子效率,以及荧光粉的色坐标, 讨论了样品电荷迁移带相对强度、J-O参数、量子效率与掺杂浓度的依赖关系.对Eu³⁺掺杂的CaWO₄ 发光材料的光致发光性质的研究表明,在CaWO₄: Eu³⁺中⁵D₀→⁷F₂跃迁的616~nm 红色发光能被394.5~nm和465~nm的激发光有效激发,具有近紫外(或蓝光)激发效率高和猝灭浓度大的优点, 有潜力成为高效的近紫外(或蓝光)激发白光发光二极管用红色荧光粉材料.     

基于菲涅尔反射的液体浓度精确测量系统

利用菲涅尔反射定律提出了一种测量液体浓度的新方法。整个实验装置结构简单,主要由一个激光光源、三个光耦合器、两个光电探测器组成。光源所发出的光经过三个光耦合器后传输至光纤-液体表面发生反射,反射回的光由两个光电探测器接收。在测量过程中引入参考光路,利用相对技术,使得被测液体的浓度值仅由相对接收光强R决定,从而很好地解决了光源稳定性、环境干扰等测量难题。实验以食盐溶液和蔗糖溶液为测量对象,实验结果与理论分析十分吻合。整个实验装置结构简单,测量精度高,易于操作,测量稳定性能够达到99%以上。     

用染料激光增益降低二元混合物中少量化合物的受激拉曼散射可探测浓度

在二元混合物构成的圆形谐振腔中,用染料的激光增益增强了少量化合物(乙醇溶液中的甲醇、水溶液中的乙醇)的受激拉曼散射（SRS）光谱,将少量化合物在悬垂液滴中的瞬态SRS探测极限提高了近一个数量级. 用受激拉曼散射理论,解释了增强少量化合物SRS的机理. 关键词： 受激拉曼散射 染料激光增益 二元混合物 最小可探测浓度     

高斯多峰拟合用于烷基葡萄糖苷临界胶束浓度测量

报道了可见吸收光谱线型的高斯多峰拟合用于新型非离子表面活性剂烷基葡萄糖苷(APG),如辛基-β-D-葡萄糖单苷(C₈G₁)和癸基-β-D-葡萄糖单苷(C10G₁)的临界胶束浓度(CMC)的测定。具体作法是以结晶紫(crystal violet,CV)为探针,测量一系列不同浓度的APG-CV水溶液体系的可见吸收光谱。其光谱特征是CV单体吸收峰598～609 nm和二聚体吸收峰538～569 nm叠合在一起。用高斯多峰拟合法实现了体系可见光谱吸收叠合峰的分峰、峰面积(积分吸光度)、频移及半高宽等光谱线型参数计算。单体和二聚体峰面积比(相对积分吸光度A₂/A₁)、频移(Δλ)及半高宽(w₁,w₂)对APG浓度图形在CMC处发生突变。首次发现可见吸收光谱线型参数半高宽对APG聚集行为敏感,并成功用于APG的CMC测量。     

不同生长条件下ZnO薄膜电学性质的研究

ZnO薄膜中的高的背景电子浓度能够对p型掺杂形成补偿,从而对p型掺杂造成障碍,了解高背景电子浓度的来源有助于对p型掺杂的研究。本文采用分子束外延技术在不同真空度下在a面蓝宝石衬底上生长了一系列氧化锌薄膜,发现在低真空度下生长的样品的载流子浓度较高,为10¹⁹ cm^-3量级;而高真空度下生长的样品,其载流子浓度比低真空生长的样品显著降低,降低了3个数量级。在相同条件下生长的样品,通过不同的后处理手段进行处理后,其电子浓度未发生明显变化,说明氧空位等本征缺陷不是ZnO薄膜中电子的主要来源,高背景电子浓度应该与生长过程中非故意引入的杂质相关。通过低温光致发光表征,发现低真空度下生长的样品在低温下3.366 eV处有强的施主束缚激子发光峰,而高真空度下生长的样品的此发光峰显著变弱。由此,高电子浓度被归结为与生长过程中非故意引入的氢杂质相关。     

Dependence of electron dynamics on magnetic fields in semiconductor superlattices

Numerical simulation results are presented for a drift-diffusion rate equation model which describes electronic transport due to sequential tunneling between adjacent quantum wells in weakly coupled semiconductor superlattices （SLs）. The electron dynamics is dependent on the external magnetic field perpendicular to the electron motion direction, and a detailed explanation is given. Using different parameters, the system shows different dynamic behaviors, and three distinct phenomena are observed and controlled by increasing magnetic field. （i） For a lower doping density, the system state transfers from stable state to oscillationary state. （ii） An opposite result is obtained to that in the case （i） for an intermediate value of the doping density, and the state changes from oscillationary to stationary. （iii） The state varies between oscillationary and stationary when doping density is large. Then, a detailed theoretical analysis is given to explain these surprise phenomena. The distribution of the electric-field domain along the SLs is plotted. We find the structure of the domain is almost uniform for a lower doping density, and no domain occurs in the SLs. By adding an external ac signal, complex nonlinear behaviors are observed from the Poincaré map and the corresponding phase diagrams when the driving frequency changes.     

Co:BaTiO3/Si(100)纳米复合薄膜制备、微结构及其紫外光电子能谱研究

采用脉冲激光气相沉积(PLD)方法,在Si(100)晶面上制备了Co:BaTiO3纳米复合薄膜.采用X射线衍射(XRD)结合透射电镜(TEM)方法研究了两种厚度Co:BaTiO3纳米复合薄膜的晶体结构,当薄膜厚度约为30 nm时,薄膜为单一择优取向;当薄膜厚度约为100 nm时,薄膜呈多晶结构.原子力显微镜(AFM)分析表明,当膜厚为30 nm时,薄膜呈现明显的方形晶粒.采用紫外光电子能谱(UPS)研究了Co的价态和Co:BaTiO3纳米复合薄膜的价带谱.研究表明:当Co浓度很高时其态密度(DOS)与晶体BaTiO3明显不同.此外,嵌埋纳米Co颗粒的BaTiO3薄膜的能带结构可用纳米颗粒的浓度来调制,从而也可对其光学和电学性质进行改性.     

白光LED用Ca7（SiO4）2Cl6∶Eu2+荧光粉的光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发白光LED的蓝绿色Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成的样品为单相Ca7(SiO4)2Cl6;在紫外光激发下,样品的发射谱包括418和502nm两个发射峰。分别监测这两个发射峰,得到了峰值位于290和360nm处的两个宽带激发谱,说明Eu2+离子在基质晶格中可能占有两个不同的格位。研究了Eu2+离子浓度对发光强度的影响,最佳掺杂浓度为0.75mol%。结果表明该荧光粉是一种较好的蓝绿色发光材料。