银电极表面吸附分子的表面增强喇曼散射(SERS)光谱

本文介绍了吸附于粗糙银电极表面的毗啶等四种喇曼活性分子的表面增强喇曼散射(SERS)光谱的实验研究工作及所得到的 SERS 光谱。研究了电极表面增强效应的淬灭、保存和再生条件。实验结果表明,电极表面的粗糙度对喇曼活性分子的喇曼光谱表面增强效应有较大影响,电极的外加电位对表面增强效应也有较大影响。最后,对SERS 光谱表面增强效应的起因进行了初步讨论。     

NO2分子Faraday效应磁强计

采用Faraday光谱方法,系统研究了交流(Zeeman调制)、直流(光强调制)磁场下,NO2气体分子的光谱信号随外加磁场的变化关系.实验结果与理论分析表明,NO2分子的光谱信号与外加磁场呈线性关系,由此提出了一种NO2分子Faraday效应磁强计,预期可以测量5×10-3～100 mT,DC-1 MHz范围内的磁场,并具有良好的线性度.     

基于植酸胶束制备纳米金及其SERS特性研究

在溶液中用替换法合成稳定的拉曼信号较强的金纳米粒子,即首先以植酸为稳定剂和控型剂,用柠檬酸三钠还原硝酸银合成银纳米粒子,再利用银纳米粒子还原氯金酸,在水溶液中制备金纳米粒子.采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、透射电子显微镜(TEM)、能量散射光谱(EDX)对金纳米粒子的光学性质及形貌结构进行了表征,实验表明合成的金纳米粒子结构均一、分散性好.以罗丹明6G为探针分子,研究了金纳米粒子作为基底的表面增强拉曼光谱(SERS)效应,结果表明:这种金纳米粒子具有SERS信号强、检测限低、稳定性强等优点.     

纳米二氧化硅/硅异质结的表面光伏特性

采用溶胶 -凝胶法在P型单晶硅的表面镀上一层纳米二氧化硅薄膜 ,应用表面光电压谱 (SPS)、漫反射光谱 (DRS)和傅里叶红外光谱 (FTIR)研究其室温下的光伏、光吸收特性 .结果表明 :在单晶硅表面镀上一层纳米二氧化硅薄膜后 ,漫反射吸收系数F(R)比单晶硅提高了约 5 0 % ,相应的光电压信号提高了约两个数量级 .在 40 0～ 80 0℃热处理温度范围内随着温度的升高 ,纳米复合材料SiO2 /Si的光伏效应增强 ,红外光谱中的Si-O键振动吸收峰降低 ,二氧化硅薄膜中欠氧状态加剧 .     

利用SERS技术和DFT计算方法对糠醛分子的振动光谱研究

从实验上测量了糠醛分子(Fu)的正常拉曼谱(NRS),同时又运用了密度泛函理论(DFT)计算了糠醛分子的振动光谱,计算时采用了B3LYP混合泛函和6-31G基函数组,理论计算结果很好地符合了实验测量结果。还报告了糠醛分子在固态银纳米颗粒表面的表面增强拉曼散射(SERS)光谱,最后对糠醛分子在银纳米粒子表面上的可能吸附状态进行了讨论。     

夹层构型抛光金属衬底表面的吖啶橙荧光增强效应

选择在生命科学和医学临床上具有实际应用价值的吖啶橙(Acridine Orange, AO)作为荧光活性分子, 利用激光光谱技术研究夹层构型中机械抛光金属衬底对固/液界面AO分子的表面增强荧光效应. 发现银和铝表面均对AO的荧光辐射具有明显的增强作用, 实验探测到的衬底对荧光强度的增强倍数可达20倍左右. 相比之下铜衬底表面对AO分子的荧光增强效果则不明显. 研究结果还表明, 机械抛光金属表面的增强荧光效应不仅与金属本身的光学性质密切相关, 还强烈依赖于衬底的表面构形. 根据实验观测结果, 应用局域场增强理论对其荧光增强现象进行了分析, 并探讨了影响增强效应的物理因素.     

基于超薄样室中介质折射率的变化实现可控光子带隙的研究

在ETC (超薄样室)原子介质的受限系统中,处于EIA（电磁诱导吸收）条件下FWM（四波混频）信号会增强,这种增强效应与量子调控所产生的光子带隙有关,而光子带隙结构的变化会对四波混频信号起到增强或抑制的作用。本文章通过改变控制光Rabi 频率、气体密度以及控制光强度与失谐频率等参数来改变气体介质折射率,实现光子带隙可控。其可以应用在光开关,量子信息等量子控制方面。     

He—Ne激光腔内位相调制的增强效应

本文首次报导了以电光射频位相调制光谱技术为基础，对有源腔内位相调制增强的机理进行了理论和实验的研究结果。数值计算得到了腔内调制存在增强效应。在调制频率为１０ＭＨｚ时，理论腔增强倍数为９倍，并在实验上获得了验证。     

离子水溶液低频振动光谱的理论研究

离子水溶液的低频振动光谱蕴含许多动力学行为的信息.诸如转动扩散,分子间振动、摆动,离子对转动,惯性受限转动及受阻平动运动等.结合理论和实验光谱,可以从中得到离子与水分子的相互作用机理.本文回顾最近对于离子水溶液一系列低频振动光谱的理论研究工作,包括以下几个方面:运用投影算法揭示光学科尔效应(OKE)中阳离子效应的本质在于其水亲和性差异;结合介电弛豫光谱(DRS)及OKE光谱,考察氯化镁水溶液中动力学的非均质性及离子配对现象;硫酸镁和氯化钠离子水溶液的GHz低频DRS光谱以及水,氯化钠、氯化镁溶液的二维拉曼-太赫兹光谱的理论模拟.相比传统的一维拉曼和太赫兹光谱,二维拉曼-太赫兹光谱明显地反映了阳离子效应,并提供了更加复杂而有趣的动力学信息.最后我们提出目前理论模拟的问题及未来的展望.     

NO分子的法拉第效应激光磁共振光谱

叙述了利用法拉第效应激光器共振方法对ＮＯ分子进行定量测量，从理论上给出了光谱信号幅值的数学表达式以及信号与分子浓度，调制磁场强度等实验参数的依赖关系，实验结果与理论分析一致。     

尿嘧啶的相干反斯托克斯Raman散射光谱研究

采用相干反斯托克斯Raman散射(CARS)技术研究在不同pH值的水溶液中核糖核酸碱基-尿嘧啶结构,所得结果揭示出尿嘧啶环的伸缩,变形振动可在1000cm~(-1)附近产生一些Raman谱线,并发现这些谱线对溶液的pH值很敏感。然而这些现象在采用目前广泛应用的激光共振Raman光谱方法时是难以发现的。因此,CARS测量是一种可研究核酸残基振动结构及其和环境介质相互作用的有效方法。除它对样品或杂质引起的荧光干扰有明显抑制作用外,可以预期:这一方法也可用于获得在有关分子过程中所出现的瞬态粒子结构的信息。     

泵浦光中有效频段对CARS信号选择激发作用的实验分析

运用基于遗传算法的自适应飞秒脉冲整形技术,实现了苯(C6H6,992 cm-1)和氘代苯(C6D6,945 cm-1)混合溶液中相干反斯托克斯(CARS)信号峰高分辨率的选择激发.谐波频率分辨光学开关(SHG-FROG)痕迹显示出飞秒CARS的选择激发主要是通过对泵浦光中与某待测振动模式相对应的有效频段的裁剪来实现的.通过在傅立叶平面对泵浦光进行频谱裁剪进一步在实验上验证了这一结论.该项研究成果对于进一步提高遗传算法搜索效率提供了重要思路.对于复杂分子系统飞秒CARS的选择激发研究具有深远意义.     

Optimal quantum measurement of finite-dimensional systems and coherent anti-Stokes Raman spectroscopy

Quantum measurement is a fundamental problem in quantum control theory and experiments.It can obtain unknown information of quantum systems,and can also change state of the systems inevitably.Both the outcome and back action could be used to control quantum systems.This paper presents recent research progress about optimal control of state transformation in finite-dimensional quantum systems by back action of non-selective quantum measurement,and optimal control of signal and background of CARS (coherent anti-Stokes Raman spectroscopy) by phase shaping technique.In measurement sequence control of finite-dimensional quantum systems,the necessary condition for critical points of the underlying state transformation objective is found to be a highly symmetric form as a chain of equalities,and analytical and numerical solutions in several cases are explored.In the CARS control,it is found that the maximal resonant signal and minimal background at a specific frequency can be achieved by shaping the probe pulse only while keeping pump and Stokes pulses in transform limited forms (TLFs).An arctan-type phase function is obtained for the probe pulse to simultaneously enhance the resonant signal and suppress the background.For broadband background elimination,we find that the optimal phase shaping scheme of probe pulse is quasi-time-delay while keeping the pump and Stokes pulses in TLFs.These conclusions could help design control strategies of quantum devices.     

考虑震级影响的规范阻尼修正系数评估

规范采用阻尼修正系数(DMF)调整阻尼比不同于5%时的弹性反应谱,然而未考虑矩震级的影响.美欧规范DMF是基于位移反应谱,而中国规范DMF是基于绝对加速度反应谱.对同类场地不同矩震级范围内DMF的统计分析表明,除E类场地外,矩震级Mw6.5时,基于位移反应谱的中值DMF与美欧规范值比较接近,基于绝对加速度反应谱的中值DMF与中国规范值比较接近;而矩震级Mw=5.5～6.5时,中值DMF与各规范值有明显差异,采用规范DMF是偏于不安全的.对E类场地,规范DMF多数情况下稍偏于保守.最后,利用非线性回归分析,提出了不同矩震级范围时各类场地DMF表达式.     

PbTiO3纳米晶粒子的喇曼光谱及尺寸效应

研究了不同晶粒尺寸下钛酸铅（ＰｂＴｉＯ３）超微粒的喇曼振动光谱，发现ＰｂＴｉＯ３超微粒在纳米晶尺寸下最低声子模频率漂移，相关的喇曼振动峰宽化，其振动强度随晶粒尺寸发生明显变化．实验结果表明纳米晶粒子存在明显的小尺寸效应．     

CARS在发动机燃烧测量中应用研究

根据发动机燃烧诊断的需要,研究了理论相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)与温度、质量分数和压力的关系;在液化石油气/空气预混火焰中进行了氮分子CARS测温实验,研究了压力对实验CARS光谱的影响,探索了对湍流场测量十分重要的单脉冲测量技术.结果表明,CARS是一种很有前途的发动机燃烧诊断技术.     

掺杂铌酸锶钡单晶的喇曼散射

本文测定了不同掺杂(Cd)浓度的Sr_(0.61) Ba_(0.39) Nb_2O_6单晶在不同几何配置、不同温度下的偏振喇曼光谱.实验证明,随着温度的升高和掺杂浓度的增加,总的趋势是光谱加宽,谱峰红移,峰强度减小,但基本峰形不变.说明铌酸锶钡单晶的喇曼散射中NbO_6氧八面体内模起重要作用.     

水热合成铝掺杂羟基磷灰石分析

为探索铝掺杂羟基磷灰石(Al-HA)的结晶特点,以硝酸钙、硝酸铝和磷酸二氢铵反应所获沉淀为前驱物,以水为介质在不同的Al掺杂量下进行了水热合成实验。利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)对所得样品进行表征。结果表明,水热反应能获得Al-HA纳米晶,Al掺杂量的增大会抑制羟基磷灰石(HA)晶粒度长大,当掺量超过10时HA会向非结晶态转化。随着Al掺杂量的提高,HA的拉曼光谱的振动峰431 cm-1、591 cm-1、961 cm-1、1 046 cm-1先逐渐减弱,HA的结晶度下降。最后431 cm-1、591 cm-1、1 046 cm-1处振动峰消失,并在1 111.5 cm-1处出现新的振动峰,说明掺铝量宜在于5以下。     

CARS测量NO气体的浓度

用 Ｆｏｌｄｅｄ ＢＯＸＣＡＲＳ技术对室温下 ＮＯ气体在不同压强下的Ｑ支振转ＣＡＲＳ光谱进行了测量和研究。探讨了用一支振转 ＣＡＲＳ话线的强度测量浓度的方法。