TDLAS光学多通池痕量气体监测研究进展

可调谐二极管激光器吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,简称TDLAS)因灵敏度高、选择好、响应快而被广泛应用在环境污染气体检测、工业过程控制和医疗诊断等领域。光学多通池是提高TDLAS探测灵敏度的有效方法,本文对White型、Chernin型、Herriott型、Astigmatic型等常用光学多通池的结构、原理、优缺点和应用现状进行了分析,并根据污染气体测量的需求指出了光学多通池的未来发展方向。

飞秒激光诱导硅材料表面周期结构的研究

为了研究飞秒激光诱导的硅材料周期表面结构,采用了理论分析和实验验证相结合的方法,对波纹周期与入射激光波长之间关系的理论分析计算,得到了单晶硅表面波纹周期约为800nm,研究了1k Hz的飞秒脉冲(中心波长800nm,脉宽35fs)加工单晶硅引起的波纹结构。结果表明,在功率密度略大于样品损伤阈值的条件下,单晶硅表面形成了清晰的平行等间距直线周期条纹结构,测得该条纹的周期约为750nm,与所用激光中心波长接近。使用可旋转的格兰-泰勒棱镜改变入射激光的偏振方向,发现周期波纹方向随入射激光偏振方向的改变而改变,条纹方向与飞秒激光的电矢量方向垂直,并且由加工图片看出经辐照过的区域比未经辐照区域干净得多。这一结果对进一步研究激光诱导的周期性表面结构具有参考意义。

激光雷达定标的新方法研究

利用激光雷达对水平方向大气进行探测，结合近地面层气溶胶粒子谱及其折射率的测量，我们用最小二乘法定出了激光雷达的仪器常数，该方法简单易行。

双折射器件对机载激光雷达偏振探测影响的研究

根据膜层理论给出了机载激光雷达回波信号垂直入射偏振棱镜时偏振平行分量透过率的数学解析表达式,定量分析了偏振棱镜对机载激光雷达回波信号平行分量透过率的影响,理论计算表明:棱镜晶体厚度、空气膜层厚度及棱镜结构角共同影响回波信号通过偏振棱镜的透过率;当回波信号波长为532nm,利用1/2石英波片测得的偏振平行通道和偏振垂直通道的增益比k为1.2时,机载激光雷达偏振通道增益比k的真实值在1.003～1.463之间,若不考虑1/2波片对k值的影响,会给退偏振比反演带来较大的系统误差.

掺钛蓝宝石飞秒激光空间光强分布特性的测量研究

为了更好地利用飞秒激光光源,采用自行设计的光束横截面空间光强分布测量装置研究了掺钛蓝宝石飞秒激光放大系统(美国光谱物理公司)输出的40 GW飞秒激光束的空间光强分布特性。通过对测量系统精确标定及对输出光束光强分布的研究表明:飞秒放大系统输出激光束在低泵浦电流下的光斑质量较好,在高泵浦电流下光斑质量变差,并且观察到了光束横截面中心区域的光强较低泵浦电流反而减小的情况,在多通放大过程中泵浦光的光斑质量对飞秒激光束空间分布有很大影响。

266nm激光作用下1，3-二溴苯的多光子电离和解离研究

在波长为266 nm的激光作用下对1,3-二溴苯分子的多光子电离解离过程进行了研究,获得了溴苯分子的MPIF-TOF质谱,并测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系.用这些实验结果分析1,3-二溴苯分子的多光子电离解离机理,得出1,3-二溴苯的MPI过程主要是母体分子解离-中性碎片电离,C_6H_4^+,C_5H_3^+,C_4H_2^+,C_3H^+等碎片离子主要是经过离子离解阶梯模式产生的,并给出了可能的解离通道.

LD泵浦掺镱双包层光纤激光器的理论研究

对线形腔LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器进行研究,通过数值模拟,分析了不同泵浦方式下的泵浦光、激光输出功率和增益特性在光纤中的分布。结果表明,单端后向泵浦输出功率率较高,对于小功率光纤激光器则是最佳选择。进一步又研究了单端后向对称泵浦输出功率与光纤长度及腔镜反射率的影响,为提高光纤激光器的输出功率提供了理论和实验依据。

基于可调谐二极管激光技术利用小波去噪在2.008μm波段对δ13CO2的研究

利用分布反馈式激光器和小型多通池建立了性能稳定的δ13CO2测量系统.基于可调谐二极管激光技术在2.008μm波段研究了几种常见的小波评价方法、评价能力与适用性,选出最佳小波函数Haar作为小波基进行分层.在最优层上采用VisuShrink阈值函数对δ13CO2测量中的去噪效果和测量精度进行了研究.在相同实验条件下,对去噪前后δ13CO2的测量结果进行了比较,然后从理论上分析了去噪前后测量结果不一致的原因,确定利用小波去噪对测量结果的精确性.结果表明,利用小波去噪对δ13CO2的测量精度比不用小波去噪时提高了7.3倍.

激光辐照对香稻生物学效应的研究

本文研究了氦氖激光对不同香稻(Oryza satiua L.)品种的定芽势、发芽率、叶绿素含量、过氧化物酶同工酶、酯酶同工酶和淀粉酶同工酶的生物学效应.

激光雷达的透过率迭代法定标研究

通过激光雷达对近地面层大气进行水平探测，结合近地面层气溶胶粒子谱分布及折射率测量，本文导出了激光雷达的透过率迭代定标新方法，此方法简便，易行，结果令人满意。

利用无布氏窗He－Ne激光器获得光强稳定的线偏光的实验研究

利用ＯＥ双输出棱镜，定出了无布氏窗Ｈｅ－Ｎｅ激光器输出的两互相垂直的线偏光的方位角，当起偏镜透偏方向与两线偏光成４５°角时，即可获得光强稳定度与总光强相近的线偏光，方法简便，易行，值得参考。

激光影响鸡孵化和幼雏存活的研究

通过四批600枚种蛋的试验证明,不同剂量的He—Ne激光照射鸡种蛋胚区,可激励鸡胚胎早期发育好,出雏齐,提高孵化率6.4～19.8％,有统计学意义;幼雏存活率提高6.4～17.2％,差异显著;抗病力增强。作者从生物物理学观点,提出了激光使鸡胚激活到较佳发育态的理论,对试验结果进行了满意的解释。

飞秒激光辐照Ge_2Sb_2Te_5相变薄膜的拉曼光谱研究

室温下,采用磁控溅射镀膜系统在Si(100)基片上制备了Ge2Sb2Te5(GST)薄膜样品.对分别经过不同能量密度的飞秒激光辐照及经退火炉200℃退火处理的样品,进行拉曼光谱测试,通过分析其拉曼光谱峰位的变化来研究GST薄膜从非晶态到晶态转变的相变过程.随着辐照激光能量密度的增加,薄膜的拉曼峰位出现了定向移动.经200℃退火样品的拉曼谱与经24mJ/cm2飞秒激光辐照的样品拉曼谱相似,表明在一定条件下,超快激光光致相变与温控相变具有相似的效果.

云母1/4波片偏振干涉谱的研究

本文利用岛津UV310 1 PC分光光度计 ,测定了云母 1/ 4波片的偏振干涉谱。该光谱和以往文献中的显著不同。本文对此进行了分析和解释 ,并由此得出了在考虑吸收的情况下的爱里方程表达形式。该方程将有助于测定某些晶体的吸光度。

格兰-泰勒棱镜和格兰-付科棱镜透射比的比较研究

为了验证空气隙的厚度是否对偏光棱镜的透射比产生影响,对格兰-泰勒棱镜和格兰-付科棱镜的透射比进行了详细的理论分析,并利用UV-3101分光光度计分别对两只格兰-泰勒棱镜和两只格兰-付科棱镜的透射比进行了实验测试,发现格兰-泰勒棱镜的透射比(85%左右)明显高于格兰-付科棱镜(50%左右)。理论分析表明,对于严格的准直光束,两种棱镜的透射比均随波长的变化而振荡,且这种振荡对格兰-付科棱镜强于格兰-泰勒棱镜;但在分光光度计上的测试并未出现振荡,这说明对于非严格准直的光束,空气隙的厚度并不影响棱镜的透射比。

液晶双折射效应的再研究

通过改变加在液晶盒上的电压和入射光的波长,利用分光光度计测量偏振光通过液晶盒的透射率,对液晶的双折射效应进行了深入研究,得出了液晶双折射率随电压变化的规律。所得结论为偏光器件的设计与制作提供了依据。

复合消色差1/4波片的再研究

由出射光与入射光的琼斯矢量变化 ,用矩阵方法得到了一种计算复合 1/ 4波片的消色差能力的理论公式。

格兰-泰勒棱镜透射光强分布研究

从棱镜的结构特点出发,结合菲涅耳定律和等厚干涉原理,导出了格兰泰勒棱镜透射光强分布的有关公式,分析了在平面光波和会聚光束入射时,光强分布特征,并进行了实验测试,测试结果与理论结果相一致.理论和实验结果表明:平面光波入射时,产生等间距和等相衬度的条纹;发散光束入射时一般产生不平行的、宽度和相衬度连续变化的条纹.

OE双输出棱镜的分束角和光强分束比研究

分析了非偏振光经过OE双输出棱镜起偏、分束后 ,o光 ,e光之分束角及其光强分束比随入射角 (视场角内 )的变化关系。结果表明 ,当入射角变化α时 ,分束角随之变化 2α ;而光强分束比不再保持 1∶1。

偏光棱镜温度特性的研究

研究了温度变化对偏光棱镜性质的影响。从理论上对棱镜透射比以及透射光强扰动的温度效应进行了讨论。理论结果与实验结果相符合。实验研究了温度对棱镜消光比的影响 ,并对器件进行了破坏性实验。结果表明 ,温度过低或者温度升高过快均会造成器件的损坏。