稀土配合物的喇曼散射和超喇曼散射效应

以可见光为激发光 ,观测了稀土配合物的喇曼散射和超瑞利、超喇曼散射光谱 ,简单论述了超瑞利和超喇曼散射的理论 。

自发喇曼散射技术对燃烧场的诊断

介绍了利用NdYAG激光的三倍频激发自发振动喇曼散射技术对燃烧场的诊断及相关的实验原理,测量了不同配比条件下的CH4air预混火焰内的主要组分(N2,O2,H2O,CH4)及其相对浓度;并分别用分子浓度测温法和斯托克斯谱与反斯托克斯谱强度比法测量了火焰的温度;还对该技术测温、测浓度的不确定度进行了分析。将该技术应用到对复杂的固体燃剂燃烧场的诊断,取得了燃烧场中几种主要燃烧组分(N2,H2CO,CH4,H2O)的喇曼光谱,以及这些组分在燃烧过程中的变化信息。

单模石英光纤中受激喇曼散射的研究

利用连续光纤激光器为泵浦源 ,对单模石英光纤中的受激喇曼散射进行了实验研究 在较低功率泵浦下 ,观察到由自发喇曼散射向受激喇曼散射演化的过程中 ,光谱不断变窄 ;当Stokes波信号功率较强时 ,观察到光谱峰值相对于泵浦波的频移量从 4 40cm- 1转化到 4 90cm- 1 在改进耦合系统后 ,不仅观察到一级喇曼频移 ,并且观察到了高阶Stokes光 在产生多级喇曼光谱时能量移动比较复杂 。

基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的温度修正

结合基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的基本原理及温度解调过程,研究和分析了温度测量产生误差的主要原因.采用拟合修正的方法来解决斯托克斯光和反斯托克斯光传输损耗差异以及光纤弯曲、应力等附加损耗对系统的影响;采集光纤起始端同一位置3个不同温度的信号值求解非线性方程组,实现了对探测器暗电流引起的测量误差的修正.实验结果表明:经过修正的传感器在900m位置的温度测量误差平均值从8.0℃降到0.37℃,整条光纤的温度测量误差平均值≤±0.6℃.

单模光纤中受激喇曼散射对调制不稳定性的影响

基于修正的非线性薛定谔方程 ,利用线性扰动理论和数值方法研究了单模光纤中的调制不稳定性 .由于受激喇曼散射的作用 ,使得喇曼增益谱叠加到光纤中的调制不稳定性增益谱上 .这样 ,原本调制稳定的光纤正常色散区也出现了调制不稳定性 ;而在反常色散区 ,随着初始功率的增加 ,常规的调制不稳定性增益谱的增益和频谱范围均增大 ,而喇曼增益谱的增益增大但其频谱范围基本不变 ,这样导致常规的不稳定区域逐渐侵入并最终掩盖喇曼增益区 .数值模拟验证了解析结果的正确性 ,并证明了利用反常色散情形下的调制不稳定性可以产生超短脉冲序列 。

基于光纤中受激喇曼散射效应的全光多波长转换耦合器

基于光纤中受激喇曼散射效应,运用级联同种光纤设计出全光多波长转换耦合器,使转换输出的各路信号光功率相等.建立了全光多波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图以及实现方法,并以1路泵浦信号光、4路连续探测光为例,通过OptiSystem软件进行了仿真,仿真结果表明:所设计的全光多波长转换耦合器能同时对4路探测光实现波长转换,转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型基本一致;转换效率和消光比随着探测光波长的增大而增大,最大值分别为-34dB和36.68dB;Q因子随着探测光波长的增大而减少,最大值为128.29;在级联光纤之后,4路输出信号光峰值功率和消光比基本相等,Q因子整体数值相对于全光多波长转换后有所下降,最大值为89.5455,验证了该方案的可行性.

光纤背向激光自发喇曼散射的温度效应研究

从理论和实验上研究了光纤背向激光自发喇曼散射的温度效应.光纤背向激光自发反斯托克斯喇曼散射、斯托克斯喇曼散射光的相对强度正比于光纤分子上、下能级粒子数的布居,依赖于温度.由于实际系统中,作为分光用的干涉滤光片不可能完全隔离背向瑞利散射光,因此,实际系统温度曲线比理论曲线低,本文给出了理论修正公式,提出了附加修正项,它与隔离度和波长有关.

宽带相干反斯托克斯喇曼散射法诊断固体燃剂燃烧场

报道了采用单次脉冲非稳腔空间增强探测-相干反斯托克斯喇曼散射(USEDCARS)技术诊断常压下固体燃剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度。采用宽带USEDCARS技术,在固体燃剂瞬态燃烧场获得了较高信噪比的单次激光脉冲氮气Q支CARS实验谱,用CARS理论计算软件拟合CARS实验谱,给出了固体燃剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度在不同高度的分布,固体燃剂燃烧场温度约2250K、氮气相对浓度16%～20%。

光诱导转化法制备片状三角形银纳米粒子的表面增强喇曼散射

采用柠檬酸三钠化学还原法制备球形Ag纳米粒子溶胶,并用高压球形氙灯对球形Ag纳米粒子溶胶进行光诱导实验.利用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱研究了不同光照时间下的银胶纳米粒子的光谱特性和表面形貌,并以结晶紫为探针分子测量了银胶纳米粒子的表面增强喇曼散射光谱.实验结果表明:随着光照时间的增多,Ag纳米粒子溶胶颜色变化显著;紫外-可见吸收光谱吸收峰从单一峰渐渐显示出多个峰;透射电子显微镜图显示Ag纳米粒子由球形逐渐转变成片状三角形银纳米粒子、截角的片状三角形银纳米粒子;表面增强喇曼散射的增强效应随着光照时间的变化先逐渐增大,然后逐渐减小.

锌的表面增强喇曼散射效应

本文从莫育俊等人提出的天线共振子模型理论出发，计算了金属锌的SERS增强特性．天线共振子模型预言，在可见光区，锌的增强因子最大为10，而在红外则会达到很大的增强（105以上）．同时，我们通过实验分析了金属锌的SERS增强特性，得到了在可见光区锌的增强因子约为230．在考虑化学增强的情况下，理论计算结果同实验基本一致．

基于后向喇曼散射分布式光纤测温系统温度解调方法研究

讨论了喇曼和瑞利散射光的温度效应。通过具体的理论分析 ,指出反斯托克斯散射光比斯托克斯散射光的温度灵敏度高 ,是此类系统解调温度信息的首选对象。详细讨论了 2种解调方法。通过分析对比它们在系统温度灵敏度、相对温度灵敏度与波长关系上的差异 ,得到了一系列有意义的结论。针对实际测量过程中光纤损耗因素 ,利用最小二乘法给出了一种“校正”算法。系统实践证明 ,上述结论是正确、合理的 ,校正算法是简洁。

一种具有较强表面增强喇曼散射效应的纳米银粒子

制备出一种新的纳米银溶胶，与传统银溶胶相比，不仅可见光透过率高，而且还有较强的表面增强喇曼散射（ＳＥＲＳ）效应当阴、阳离子型分子分别吸附于其表面上时，喇曼与传统银胶相比表观增强分别约为４００ 倍、７０

若丹明B荧光增强二硫化碳高阶受激喇曼散射

利用若丹明 B乙醇溶液的荧光改变了二硫化碳的一至三阶 Stokes喇曼谱线的强度分布 ,选择性地增强了三阶 Stokes喇曼谱线。在泵浦功率密度为～ 560 MW· cm-2 时 ,对染料摩尔浓度分别为～ 1 0 -5、5cm散射池和～ 1 0 -4 、1 cm散射池进行实验 ,观察到二硫化碳的三阶 Stokes喇曼谱线与染料激光形成的共振增强现象及一、二阶 Stokes喇曼谱线的部分或完全耗尽。

喇曼散射分布式光纤测温系统实时性的改进

针对双路喇曼散射分布式光纤测温系统测温周期过长的缺点,在保证系统空间分辨率的前提下,提出了硬件数字累加平均技术与小波去噪相结合的信号处理方法。重点讨论了小波去噪中小波基函数的选择、小波分解层数的确定以及阈值量化处理方式的确定三项关键技术。最终采用此种信号处理方法提高了系统信噪比,并将系统测温周期降低至4 s。对比实验结果表明:与硬件数字累加平均相比,小波去噪无论是在改善信噪比还是在减少测温时间方面都具有显著的优势。

DWDM系统中色散对受激喇曼散射的影响

研究了光纤色散对波分复用(WDM)系统中受激喇曼散射(SRS)非线性效应的影响。提出了一种简便且物理意义明确的分析计算模型,它适合于任意输入信号、任意信道数,以及不同的色散参量。基于该模型,深入分析了两信道光纤通信系统中,各种色散参量下,色散对SRS的影响,得出了色散能减小SRS效应所引起的输出功率的波动的结论,并且给出了在不同色散参量下,输出功率标准差随距离变化的曲线。

受激喇曼散射对自相似脉冲产生的影响

研究了在受激喇曼散射与三阶色散共同作用下,自相似脉冲在具有正常色散的色散渐减光纤中的演化情况.结果表明:在同一个传输距离上,当考虑受激喇曼散射与三阶色散的共同影响时,脉冲中心的不对称特性相对好转;产生中心漂移与边缘振荡较只有三阶色散作用时要减弱,啁啾仍然具有很强的线性特性,但是线性范围减小,导致频谱的窄化以及对接下来自相似脉冲的压缩产生了不利影响;而且光纤长度的延长并没有起到展宽啁啾线性范围的效果,反而导致严重的啁啾非线性;因此对脉冲进行压缩后,压缩脉冲质量较不考虑受激喇曼散射时要差.

基于喇曼散射的分布式光纤测温系统光接收机灵敏度的分析

在分布式光纤测温系统中 ,携有温度信息的喇曼散射光是极其微弱的 ,只有 n W量级 ,而温度变化引起的喇曼散射光的变化更加微弱。在对光接收机噪声分析的基础上 ,给出了该类应用条件下光接收机信噪比。指出了低信噪比下 ,AD的量化误差将随累加次数的增加而减小 ,同时 AD的有效位数将增加 ,给出了低信噪比下 AD有效位数的分析方法 ,并通过 MATLAB进行了验证 ,在此基础上 ,分析了光接收机的灵敏度 。

1064 nm激光抽运单模光纤受激喇曼散射的理论分析

基于已有理论模型,利用1064nm连续波抽运源在不同抽运光强下对不同长度光纤抽运所产生的受激喇曼散射现象进行数值模拟,并对模拟结果作了分析.研究发现:发生受激喇曼散射现象时,抽运光强和光纤长度发生兑换;能量红移现象普遍存在,包括同阶Stokes光谱内部和不同阶的Stokes光谱之间.抽运光强越大,能量红移现象越明显.

基于光纤后向喇曼散射特性的构筑物温度监测系统

根据光电子理论,设计由脉冲发生器、LD光源、1×3路双工器、可控恒温槽、光纤、干涉型波分复用器、快速微光功率计和数据采集分析系统组成的实验装置,进行光纤喇曼散射技术用于铁道工程构筑物温度的监测研究。后向斯托克斯与反斯托克斯光强都随温度升高呈线性增长;反斯托克斯光的温度响应明显强于斯托克斯光,且光纤传感器缠绕长度为15 m时,光强响应最为明显,所测得的温度值与实际值最为接近,测量相对误差约为±1.5%,时间响应不大于4.5 s。工程实际应用结果表明:系统的光纤传感器检测的最大相对误差不超过±2%,响应时间不超过9 s,温度变化点定位基本准确,满足工程设计的要求。

基于后向喇曼散射测温系统APD最佳雪崩增益分析

本文对基于后向Raman散射分布式光纤测温系统中APD的最佳雪崩增益Mopt进行了分析。文中系统讨论了APD雪崩增益和入射光功率、APD的工作温度和APD的偏置电压等的关系。提出了一套温度控制加偏压调节保持最佳雪崩增益的方法 ,并给出了偏压调节方程式。最后 ,针对系统提出了系统APD最佳雪崩增益的概念 ,给出了具体计算方法。实验结果证明分析是合理。