受激拉曼光谱系统的研制

拉曼光谱是一种包含丰富样品结构信息的光谱技术,但是拉曼光谱检测的缺点是检测灵敏度低和荧光干扰.本实验室研制的受激拉曼光谱系统,是将一束皮秒(10-12 s)脉宽的可见泵浦光和一束由飞秒(10-15 s)脉宽的探测白光共同作用于样品,产生受激拉曼信号.该光谱系统的拉曼泵浦光在可见和近紫外波段可连续调谐,可以同时获取受激拉曼光谱的增益和损失光谱,具有灵敏度高和抑制荧光干扰等优点.分别考察了拉曼泵浦光和拉曼探测光脉冲相对时序、拉曼泵浦光强度对受激拉曼光谱的影响,受激拉曼信号强度在拉曼泵浦和拉曼探测脉冲时间上完全重合时达到最大.在拉曼泵浦光强较小时,受激拉曼谱峰强度随泵浦光强度增大而增大;当拉曼泵浦光强度较大时,损失谱峰强度会趋于饱和,在研究的光强范围内增益谱峰会持续增长,未达到饱和.     

全光纤耦合异步光学采样THz-TDS系统

针对传统THz-TDS系统利用机械步进延迟线进行采样扫描的方式获取太赫兹时域谱使得检测信号速度慢等缺点,设计了全光纤耦合快速异步光学扫描THz-TDS系统,该系统利用以锁相环(PLL)和直接频率合成器(DDS)为核心的电子系统精确控制两台飞秒激光器重复频率,使之有较小的固定频差,使两台飞秒激光器的脉冲之间产生周期性呈线性增长的相位延迟,实现了一个脉冲对另一个脉冲的毫秒级快速扫描. 结果表明,该系统对太赫兹脉冲的扫描时间缩短为2ms,实际采样频率可达到1GHz. 有效解决了以往太赫兹光谱检测速度慢、便携性差等问题,从而进一步拓展了太赫兹光谱测量的应用范围.      

CdS量子点表面巯基酸分子排列方式的宽带和频光谱研究

巯基酸是一种常用的量子点表面配体,对量子点的光电属性和催化活性具有重要影响.用宽带和频光谱(BBSFG)研究巯基酸分子(HS-(CH2)n-COOH,n=2,5,10)在Au膜和CdS量子点表面的排列方式.结果表明:在Au膜表面,3种自组装巯基酸单分子膜都是较有序的排列,可以检测到与巯基和羧基相连的2个亚甲基的C—H振动和频谱峰.而在CdS量子点表面,短链的巯基丙酸和巯基己酸处于较无序的混乱包覆状态,检测不到C—H振动和频谱峰;但长链的巯基十一烷基酸在CdS量子点表面呈较有序的类似反胶束状的排列,可以检测到与羧基相连的亚甲基的C—H振动和频谱峰.     

维生素M的FT-拉曼及其表面增强拉曼光谱

报道了维生素M(VM)的FT-拉曼光谱及其在银溶胶衬底上的表面增强拉曼光谱(SERS).归属了各拉曼特征谱带;考察了不同pH值对VM在银表面的吸附状态和SERS的影响.实验结果表明,VM在银表面的吸附发生在COO-基团,并且VM分子的C=O与银发生电荷转移后形成负离子自由基,碳氧双键打开,同时受VM分子吸附在银胶表面的影响,苯环结构发生了很大的扰动。以维生素M表面增强拉曼光谱在1337cm-1处的峰强度对浓度进行线性回归,求得线性回归方程Y=5.142E-2 330×X,在1.0×10-5～1.0×10-4mol.L-1范围呈良好的线性关系,最小检测限为5.0×10-6mol.L-1.结果表明,维生素M表面增强拉曼光谱峰数量少,灵敏度高,是定量分析痕量维生素M的很好方法.这些研究结果为SERS技术研究VM及其相互作用提供了依据.     

4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶膜氯化钠溶液中对铜缓蚀性能的研究

通过自组装方法将4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶(MPD)分子吸附在铜(Cu)表面,应用电化学极化、电化学阻抗谱(EIS)和拉曼光谱方法,研究其在质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)溶液中的缓蚀能力.在最佳装配条件下,MPD膜的最大缓蚀效率达到98.1%.拉曼光谱研究表明:MPD分子通过N_9-H_(10)和S_7-H_8吸附在Cu表面上.     

衰荡腔光谱技术检测混合气体中甲醛含量

利用光参量振荡技术产生2.2~3.97μm的宽调谐窄线宽中红外相干辐射.采用该中红外光源和衰荡腔光谱技术建立了一痕量气体成分光谱检测系统,并使用该系统对混合气体中的甲醛成分进行了测量,得到了72×10-9的检测灵敏度.整个光谱检测系统具有很好的光谱分辨率、选择性以及测量灵敏度,适用于大气中多种污染或温室效应气体成分的检测.     

和频振动光谱中基底信号对分子信号的影响

和频振动光谱中基底信号和分子共振信号发生相干叠加,因此在分析和频振动光谱时需要考虑基底信号的影响。使用和频振动光谱分析金表面的正十八烷基硫醇自组装分子膜,结果表明,基底信号不仅使分子信号从正峰变为负峰,还能够使弱的分子信号在和频振动光谱中得到增强。     

溶液浓度对短链多烯类生物分子结构有序及光学性质的影响

测量了链状多烯类生物分子番茄红素,β-胡萝卜素在CS₂中不同浓度(10^-6~10^-11 M)的拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱. 结果表明, 随其在CS₂中浓度降低, 分子结构有序性增加, 使其产生弱阻尼碳碳键相干振动, 即拉曼活性极大增加, 碳碳键散射截面极大幅度提高, 其和频倍频拉曼光谱强度很强. 紫外-可见吸收光谱带变窄.     

磁控溅射ZnO薄膜的三阶非线性光学特性

采用磁控溅射技术在SiO_2衬底上制备ZnO薄膜,并通过X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪对薄膜的晶体结构、表面形貌、带隙宽度和光致发光性质进行测试表征,结合飞秒激光(波长为800nm,脉宽50fs)和Z扫描方法测量该薄膜的三阶非线性光学特性.结果表明,其三阶非线性折射率和非线性吸收系数均为正值,分别为3.50×10-18 m2/W和2.88×10-11 m/W.     

拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用

拉曼光谱技术自发现以来广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱"指纹"信息,区分各种物质样品、检测不同生理状况的细胞及其中的生物分子,如核酸、蛋白质等.为探索拉曼光谱在生物医学领域的应用前景,在概述拉曼光谱原理的基础上,介绍拉曼光谱技术及其衍生出的其他技术,包括表面增强拉曼散射(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)、相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)、受激拉曼光谱(SRS)技术等,最后对拉曼光谱的改进与应用提出展望.