激光冷却囚禁亚稳态氪原子同位素

高效率地冷却和囚禁亚稳态惰性元素原子,可用以研究冷原子间的相互作用,以及通过对放射性同位素的检测实现样品年代测定.本文主要介绍在中国科学技术大学建设的激光冷却氪同位素原子实验装置.目前,我们利用这一装置已经成功地将氪原子的各个稳定同位素进行了激光冷却和囚禁,获得了高浓度的亚稳态冷原子团,并且有望进一步提高装载速率等重要指标,以达到高效率检测应用的需要.

高灵敏激光光声光谱仪

通过分析光声池的结构和形状对光声技术探测灵敏度的影响,并结合光学长程技术,研制出适用于气体分子泛频测量的高灵敏腔外激光光声光谱仪,探测限达4.98×10-9cm-1(信噪比1:1).记录了AsH3分子振动量子数6-0的泛频跃迁.灵敏度提高的原因是使用了径向共振光声池和声场优化的增强型光声池,增加了池内的有效光功率,减小了池内的声能损耗,降低了窗噪声的干扰.

激光囚禁放射性氪同位素技术测量地下水年代

地下水年代测定对于了解地下水循环具有十分重要的意义。放射性氪同位素^(85)Kr(半衰期10.8a)、^(81)Kr(半衰期0.23Ma)具有十分理想的地球物理化学特性,十分适于对溶解了大气的水或冰样品进行绝对年代测定。由于样品中的放射性氪原子量极少,利用^(81)Kr含量进行地下水测年时需要数吨水样品才能完成(Earth andPlanetary Science Letters,2000,182:103～113;Geophysical Research Letters,2004,31:L05503)。本文主要介绍我们在中国科学技术大学建立的激光冷却氪原子测量装置,该系统已经成功地对氪原子进行了激光冷却和囚禁,实现了单个放射性氪原子^(81)Kr和^(85)Kr的计数测量。氪原子的冷却捕获速率被大幅提高,预计测年应用中所需样品量可减小一个量级以上,这将使得我们可以开展新的地下水年代测定应用。

亚稳态氪原子饱和吸收光谱无调制激光稳频

利用亚稳态氪原子^2P3／25p[5／2]3-^2P3／25s[3／2]2饱和吸收光谱，分别使用电光调制器相位调制和声光调制器移频调制的方法，结合相敏检测，实现了钛宝石激光器相对于亚稳态氪原子的811．5nm饱和吸收线的频率锁定。由获得的鉴频曲线以及误差信号估算，激光频率漂移从稳频回路开路时的超过8MHz；减小到回路闭合时的约1MHz，并可实现对激光频率数小时的稳定。该稳频后的激光光源被成功地用于激光冷却亚稳态氪原子各个稳定同位素。

傅立叶变换激光腔内吸收光谱方法研究吸收谱线的强度与线形

在原有傅立叶变换激光腔内吸收光谱实验装置的基础上,利用信号差分方法减少了光强波动对实验干涉谱图的影响,改善了信噪比.通过对大气中氧气在760nm处的吸收谱线的绝对强度测量,验证了该方法的定量测量能力.在不同压力条件下对磷烷v=6伸缩局域模泛频吸收谱带进行了测量,获得了其谱线的自压力加宽和自压力线移参数.

磷烷1 950～2 480和3 280～3 580cm^(-1)波段FTIR吸收光谱强度研究

磷烷分子的基频和低泛频吸收谱线强度在对该分子定量检测应用以及天文观测中是基本的参考数据。文章探讨了高分辨傅里叶变换光谱方法研究气体样品吸收线型的基本原理,并通过实验测量以及程序拟合谱线线型,得到了磷烷分子在1950~2480cm-1波段的5个吸收带以及3280~3580cm-1波段的4个吸收带中的1760条谱线线强度,经分析其结果误差在±6%左右。

采集终端如何实现自动化检测

随着单、三相智能电表自动化检测技术的成熟,集中器和转变采集终端也需要实现自动化检测。目前国内现实的生产过程中对于一些计量设备的自动化检定或在检测中的某一个环节上仍然存在一定的技术难题,加之必要的人工干预,无形中增加了人的成本和一定的安全隐患,使之失去了自动化生产的作用和自动化检定或检测的正真意义。然而如何实现采集终端的自动化检测是目前主要针对解决的问题。针对智能用电信息采集系统的建设、运用和应用中出现的问题,提出了实现采集终端的自动化检测方案,为国内智能用电信息采集终端检测提供有益的指导和借鉴。

扫描激光波长计

本文报道一台适用于连续可调谐激光器自动扫描控制的激光波长计．它由两组游标标准具ＶＥＴ（ＶｅｒｎｉｅｒＥｔａｌｏｎ）和一旋光单色仪ＯＡＭ（ＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｉｔｙＭｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｏｒ）组成，波长测量重复精度优于±５０ＭＨｚ，测量波段为０．４～１．２μｍ。文中给出了在０．９３μｍ附近实验结果。

线相干效应对测量重叠谱线线参数的影响

利用环形腔掺钛宝石激光自动扫描系统、公里级怀特池系统和信号探测系统，我们对氧分子Ａ带重叠谱线区（１３１６２．８５～１３１６５．３３ｃｍ￣（－１））进行了高分辨吸收光谱测量，给出了８条谱线的线宽、线强的实验值。同时通过对测量数据的分析，首次证明在谱线重叠区，谱线之间的线相干效应不仅影响谱线之间的吸收率，而且同样影响线参数测量值的精度。在０．１ＭＰａ与光程为１ｋｍ时，它对线强、线宽的测量值和透过率的最大影响分别可达８．８％、１６．６％和８．３％。

二极管激光探测法研究高振动NO_2与NH_3振动传能

用高分辨、高速、高灵敏度的二极管激光探测法研究了高振动激发的NO2分子与NH3分子的振动能量转移，YAG532um倍频光作为NO2的激发光源，红外二极管激光（约10μ）探测NH3ν2模被激发振转能级的时间分辨的吸收光谱.实验得到NO2与NH3气压比为1：5，1：1，2：1和5：1时NH3（0100；7；k）的激发速率分别为9．28、6．42、5．05和3．65×10－1ms－1·Pa－1.在NH3压力为133Pa时，有大约6％的高振动激发NO2能量转移到NH3ν2振动模，其它大部分转移到NH3的转动和平动能．文中讨论了振动激发的机理．

采集终端本地通信RS-232转RS-485的应用研究

针对采集终端GPRS/CDMA网络、以太网、本地RS-232通信方式在采集终端实现自动化检定通信连接时存在较大的操作难度和通信不稳定问题,以及现阶段采集终端的检定装置为手动方式.提出采集端本地通信RS-232转RS-485来实现采集终端的可靠自动化检定。

高分辨傅里叶变换激光腔内吸收光谱方法:原理和应用

介绍了使用连续扫描方式工作的傅里叶变换光谱仪来探测激光腔内吸收光谱的原理 ,并探讨了傅里叶变换激光腔内吸收光谱方法测量光谱谱线和强度的工作方式 .通过对大气中水汽在 12 45 0— 12 70 0cm-1波段的高分辨吸收光谱的实际测量 ,检验了该方法的可靠性 ,并使用该方法测量了重水分子 (D2 O和HDO)

激光冷却获得高亮度的亚稳态惰性气体原子束和原子阱

高强度的亚稳态惰性原子束流在原子分子物理实验研究中具有广泛的应用.使用射频电离方法和激光横向冷却技术制备了高强度的亚稳态氪原子束流,并使用数值模拟方法对横向冷却激光场中的原子径迹进行了分析.通过激光诱导荧光光谱方法测量原子束的束流特性,结果显示,横向冷却后在束流源下游230cm处的原子束流强度达1.6atoms/(s*sr),束流强度提高了两个量级.利用这种高强度原子束流,我们成功囚禁了1.3×1010个亚稳态84Kr原子,同时冷原子装载速率达到了3.0×1011atoms/s;并利用该装置成功地实现了高亮度的亚稳态氩原子束和原子阱.

AsH_3分子的振动平动能量弛豫

用增强型光声池显著降低了光声信号的面损耗,使得AsH3 分子的振动平动能量转移成为造成共振峰展宽的主要因素。光声池内充9.06 kPa的AsH3 气体,声共振品质因子Q高达374。推导了光声信号振幅与入射光调制频率和样品分子振动-平动弛豫时间的函数关系。理论公式与实验数据的对比表明,对振动热容贡献大的振动能级在气体分子的振动平动能量转移过程中起主要作用;波动过程中AsH3 分子通过最低的两个振动能级进行振动平动能量交换。

碘稳频中红外差频激光光谱技术

为实现中红外波段的高精度线型研究,建立了一套在2.5～5μm波段连续可调谐的中红外差频激光光谱测量系统。基于宽带连续可调谐钛宝石激光器(700～900 nm)和单频连续Nd:YAG激光器(1064 nm),利用碘多普勒展宽吸收和频率调制技术,对Nd:YAG激光的频率进行反馈控制,使1064 nm的Nd:YAG激光的波长稳定性好于1×10^(-5)cm^(-1)。由此差频输出的波长稳定性达到1×10^(-4)cm^(-1)水平,适合高精度的线形研究。并通过对CH_4分子在2927 cm^(-1)附近吸收谱线的测量,表明该系统可以结合频率调制方法,进行高灵敏的光谱检测。

980nm波段钛宝石可调谐激光泵浦掺铒光纤放大器的净增益达49.6dB

采用的泵浦源是Coherent公司899-29型钛宝石可调谐激光器,在980nm波长处额定功率600mW,激光线宽小于6GHz;用于混合泵浦的1480nm半导体激光器,最大输出功率90mW。信号源为分布反馈半导体激光器,单纵模工作波长1536nm,额定功率3.5mW。所用的国产的掺铒光纤芯径3.27μm、数值孔径0.223、截止波长958.6nm;英制掺铒光纤芯径3.17μm,数值孔径0.22、截止波长910nm、掺铒浓度200ppm;980nm和1480nm混合泵浦用的掺铒光纤芯径4.9μm、数值孔径0.22、截止孔径0.22、截止波长1.4μm、掺铒浓度230ppm;英制铒/镱双掺杂的光纤、掺镱浓度13000ppm。信号光和泵浦光通过光纤波分复用器耦合进掺铒光纤,波分复用器对信号光的耦合率大于99％、对泵浦光直通率大于90％,以硅片上镀介质膜和小棱镜作滤波器和隔离器,用GDS50-15双光栅单色仪,Coherent 212型功率计和AV2491型光纤功率计作探测器。

衰荡腔复杂模拍效应的实验研究

利用光参量振荡器产生的脉冲光研究了衰荡腔在不同条件下的衰减信号。实验表明，衰荡腔的输出信号会呈现复杂的调制。这些现象，有些可利用在谐振腔本征模理论基础上导出的公式来解释，另外一些可能是由于像散和畸变引起腔的横模分裂，从而导致复杂的模拍效应。

智能电能表产业化关键技术及大规模应用

电能表作为法定计量器具,是保障社会民生的重要基础设施,与社会生产和人民生活息息相关,其准确可靠运行关系到电力交易公平公正,关系到用电安全与服务体验。为更好支撑国家能源战略和阶梯电价政策落地、服务智能电网和智慧城市建设、满足社会多元用电需求,全国超6亿只传统电能表需要大规模更换为智能电能表。然而,智能电能表计量准确度等核心指标依赖国外专用芯片,产业链易被“卡脖子”,且我国幅员辽阔,电能表运行环境复杂、运行稳定性不足,规模化生产与检测的质量和效率难以保证,标准化程度低、难以满足多样化服务需求,严重制约智能电能表大规模推广应用。