过渡金属羰基化合物Mn(CO)5Br和Re(CO)5Br结构与动力学的超快光谱

利用超快泵浦探测红外光谱、稳态线性红外光谱和计算化学方法,对过渡金属羰基化合物Mn(CO)₅Br和Re(CO)₅Br的振动和结构动力学进行了研究. 借助羰基的两个伸缩振动峰(处于低频的A₁模式和处于高频的简并E模式)进行了观测. 结果表明,在两个配合物中,A₁和E模式振动峰的振动频率位置及频率差都与中心金属原子对羰基的键级和振动力常数的影响相关. 而A₁模式比E模式的线宽宽一些,部分由于振动寿命的影响. 此外,从瞬态光谱中获得了振动模式依赖的对角非谐性常数,发现在两个羰基化合物中E模式的非谐性总是较小.     

中红外色散平坦渐减光纤设计

设计了一种以As2S3玻璃为纤芯、碲酸盐玻璃为微结构包层的锥形光子晶体光纤.该结构光纤兼具阶跃折射率光纤和光子晶体光纤双重特性,具有色散调制灵活性高且限制损耗低等优点.模拟结果表明:优化该光纤结构包层空气孔径、孔间距、纤芯直径等特征参量,使参量之间及参量与椎区长度之间满足特定线性关系时,该光纤在2~4.5μm中红外波段呈现色散平坦渐减特性;对该光纤微包层进行折射率~1.6的液体油填充处理,色散曲线对称性及平坦性得到进一步优化.该光纤在超短脉冲压缩与展宽、色散波、光孤子及中红外平坦超连续谱产生等领域应用潜力巨大.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯C=O伸缩振动模式ATR二维相关红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)结合二维相关红外光谱技术,分别研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的羰基红外伸缩振动模式(νC=O)。研究发现:玻璃转化温度(Tg)以下时,PET的νC=O的红外吸收频率包括1700cm~(-1)、1709cm~(-1)和1718cm~(-1),而随着测定温度的升高(313~343K),其红外吸收强度变化快慢顺序为:1709cm~(-1)1700cm~(-1)1718cm~(-1);而当在Tg以上时,PET的νC=O的红外吸收频率包括1709cm~(-1)和1718cm~(-1),而随着测定温度的升高(353~393K),PET的νC=O红外吸收强度变化快慢顺序为:1718cm~(-1)1709cm~(-1)。本项研究拓展了ATR二维相关红外光谱技术在PET高分子材料热变性研究的范围。     

溶液和熔化状态下分子间的能量传递

通过二维红外光谱研究了GdmSCN/KSCN=1/1,GdmSCN/KS¹³CN=1/1和GdmSCN/KS¹³C¹⁵N=1/1三种混合晶体在熔融和溶液状态下的共振和非共振的分子间振动能量传递的性质. 在这些样品中,给体/受体的能量差越大,能量传递越慢. 而能量传递的快慢与拉曼光谱无关. 非共振能量传递与给体/受体的能量差的关系不能用声子补偿的机理来描述. 相反,它们的关系却可以用退相位机理来定量描述. 在熔融状态下,共振和非共振能量速率与温度的依赖关系也与退相位机理的预测相符合. 这一系列的结果表明只要分子的运动(平动和转动)远远快于非共振能量传递速率,那么退相位机理不仅在溶液中占主导,而且在熔融状态下(纯液体,不含溶剂)也占主导.     

含有AlGaAs插入层的InAs/GaAs三色量子点红外探测器

本文报道了采用分子束外延技术制备的三色InAs/GaAs量子点红外探测器. 器件采用nin型结构, 吸收区结构是在InGaAs量子阱中生长含有AlGaAs插入层的InAs量子点, 器件在77 K下的红外光电流谱有三个峰值: 6.3, 10.2和11 μm. 文中分析了它们的跃迁机制, 并且分别进行了指认. 因为有源区采用了不对称结构, 所以器件在外加偏压正负方向不同时, 光电流谱峰值的强度存在一些差异. 不论在正偏压或者负偏压下, 当偏压达到较高值, 再进一步增大偏压时, 都出现了对应于连续态的跃迁峰强度明显下降的现象, 这是由量子点基态与阱外连续态的波函数交叠随着偏压进一步增大而迅速减小导致的.     

有尘环境多组分气体成分检测系统的设计

通过LabV IEW软件设计一个基于TDLAS谐波检测含尘气体浓度的虚拟系统,模拟测量在常温常压并含有已知粉尘颗粒的环境中SO_2、NO_2和NO 3种气体的浓度,且使气体成分测量的结果不受粉尘因素的干扰。设计中使用2 516.2,2 911.66,3 752.44 cm~(-1)的3种中红外激光分别对SO_2、NO_2和NO气体进行检测,根据锁相放大原理设计虚拟多通道锁相放大器分析检测到的二次谐波信号,根据谐波信号对各气体的浓度进行定标测量,最后进行数据校正来排除粉尘颗粒的干扰,使气体的定标测量得到一个稳定的结果。     

制冷型中/长红外双波段双视场全景光学系统设计

为了同时探测中波红外和长波红外两个波段信息,实现两个不同视场快速切换,采用空间多镜头图像拼接全景成像法,设计了四通道制冷型中/长红外双波段双视场全景成像光学系统。该全景系统由周视方向3个互成120的红外物镜和顶视方向一个红外物镜构成,每一个成像通道光学系统采用二次成像结构。F数为2,工作波段为中波3.5 m～4.8 m、长波7.8 m～9.8 m,双视场两档焦距之比为5,通过轴向移动变倍组可以完成122/44.49双视场转换。利用折/衍混合器件及非球面设计技术,采用光学被动式消热差法对光学系统进行了温度补偿。设计结果表明,该双视场光学系统具有100%冷光阑效率和良好的冷反射抑制能力。在-40℃～+60℃范围内,在奈奎斯特频率18 lp/mm位置处,中波红外系统MTF值均大于0.5,长波红外系统MTF值均大于0.3。     

时间分辨偏振红外光谱及其应用

时间分辨偏振红外光谱已被广泛应用于研究光化学过程中的分子结构动力学. 通过测定瞬态物质跃迁偶极矩之间的角度等结构信息,可以提供光化学过程中伴随的电荷分布、分子结构和构象变化等动态信息. 包括简要介绍时间分辨偏振红外光谱技术的原理和应用：(i) 时间分辨偏振红外光谱概述;(ii) 时间分辨偏振红外光谱的原理及其优势;(iii) 利用时间分辨偏振红外光谱探测多种化学动力学过程,例如蛋白质构象动力学、激发态的电子局域化和光致异构化等;(iv) 时间分辨偏振红外光谱的局限和发展前景.     

安息香笼化合物光化学反应的时间分辨红外光谱

采用时间分辨红外吸收光谱方法,研究了邻甲基苯甲酸安息香酯在266 nm激光作用下发生的光化学反应,并考察了溶剂对反应过程的影响. 从瞬态红外光谱上观察到了邻甲基苯甲酸和苯甲酰自由基及苯偶酰,提供了直接的光谱证据证明了脱保护反应及C-C=O处均裂反应的发生. 通过对比溶剂中不同水含量下均裂反应中间体及邻甲基苯甲酸的产率,发现水含量在溶剂中的增加能促进脱保护反应的发生.     

红外图像高速实时存储系统设计

针对红外图像具有分辨率低、帧频高的特点,以及目标特性分析和图像处理算法验证需要完整、无损记录图像数据的要求,提出了一种高速数字图像传输记录系统方案。方案采用HOTLinkⅡ＋FPGA＋PCI的体系结构,数据通过同轴线从红外图像设备传输到图像记录设备的CYP15G0101芯片,实现了远距离的点到点可靠传输和解码。FPGA和PCI接口芯片对图像数据进行接收和缓冲,工控机软件通过调用PCI SDK提供的API函数实现对PCI接口芯片的初始化、控制和数据传输等操作,从而将图像数据按照预定的格式连续地写入物理上连续的硬盘存储空间,最终实现数据记录、回放和分析等功能。该方案已经成功应用于某型红外图像记录设备并经过长时间测试,记录时间、漏记率等指标和回放等功能均满足研制要求。