CO_2的腔增强吸收与高灵敏吸收光谱研究

腔增强吸收光谱(CEAS)是在衰荡吸收光谱的基础上发展起来的一种新型的直接吸收光谱技术。文 章报道了用中心输出波长为1．573 μm的窄线宽连续可调谐半导体激光器(DFB封装)作光源,用两块高反射 率平凹透镜(在1．573μm附近,凹面反射率R-99．4％,曲率半径r-1 m)组成对称共焦腔作吸收池的腔增 强吸收光谱系统。采用扫描腔长的方法改变谐振腔的模式,当激光器的输出频率与谐振腔的某一腔模之间 满足共振匹配关系时,激光被耦合到谐振腔内,用探测器接收透过谐振腔的光信号,同时用波长计精确测量 激光器的输出波长。在33．5 cm长的吸收池内测量了吸收强度为1．816×10-23 cm-1·(molecule·cm-2)1的 二氧化碳分子的弱吸收谱线,探测灵敏度达到了6．78×107 cm-1。实验结果表明,腔增强吸收光谱具有灵 敏度高,装置简单,易于操作等优点。

基于DFB型半导体激光器的腔增强吸收光谱研究

介绍了用DFB型可调谐半导体激光器做光源的腔增强吸收光谱(TDL-CEAS)技术.简要介绍了腔增强吸收光谱的发展和实验设计,从法布里-珀罗腔的角度解释了腔增强吸收光谱的有效吸收路径,阐述了腔增强吸收光谱具有高灵敏度的主要原因是腔内介质能够获得很长的吸收光程;用中心波长为1.573μm的DFB型可调谐近红外半导体激光器做光源,用两块高反射率平凹透镜(1.573μm附近,反射率约99.4%,凹面曲率半径为1 m)组成的光学谐振腔做吸收池,采用同时扫描激光和谐振腔的方法,在34 cm长的吸收池内测得了CO2分子在1.573μm附近的弱吸收谱线,探测灵敏度达1.66×10-5cm-1.实验结果表明,腔增强吸收光谱具有灵敏度高、分辨率高、实验装置简单、易于操作等优点.

基于腔增强吸收光谱技术的气体探测研究

以近红外可调谐半导体激光器为光源,以反射率为99.7%左右的平凹镜组成的稳定光学谐振腔作吸收池,构建起一套腔增强吸收光谱(CEAS)系统;以二氧化碳气体(CO2)、一氧化碳气体(CO)、甲烷气体(CH4)以及一氧化碳和二氧化碳的混合气体为样品,利用分子在近红外波段的特征吸收,研究了在近红外波段用CEAS技术探测CO、CO2、CH4等气体的可行性;同时也对基于可调谐半导体激光器的CEAS系统中激光器的波长定标、谐振腔(吸收池)的透射特征等做了研究,获得了CO、CO2、CH4以及CO和CO2混合气体的特征吸收谱,最后对CEAS技术在定量测量方面的能力做了研究.研究结果表明,CEAS技术的探测灵敏度可达5.687×10-7cm-1,是一种装置简单、操作方便、灵敏度高、稳定性好的定量吸收光谱技术.

半导体激光端面泵浦Nd:YVO_4/KTP固体激光的实验研究

搭建了一套以中心输出波长为808.5nm的半导体激光端面泵浦Nd:YVO4激光晶体产生1064nm红外激光,然后以腔内KTP晶体倍频的方法将红外激光倍频为532nm绿光激光的固体激光实验系统,研究了808.5nm的泵浦半导体激光的输出功率与注入电流的关系及与532nm绿光输出功率的关系,以及KTP倍频晶体的相位匹角、泵浦光的聚焦位置和固体激光器的腔长等因素对532nm绿光输出功率的影响.实验结果表明:提高泵浦半导体激光的泵浦功率、缩短固体激光器的腔长、将泵浦光聚焦到Nd:YVO4晶体内部以及正确选择KTP晶体的相位匹配角能够提高532nm绿光的输出功率.

基于RBF人工神经网络的X级以上太阳耀斑预报研究

采用第23太阳活动周X级以上耀斑的数据,通过回归分析、Gauss拟合和RBF人工神经网络等方法对X级以上耀斑进行预报研究.结果表明,将黑子群的位置、卡灵顿经度、耀斑爆发时间与黑子群达到最大面积的时间关系、每7d黑子群的最大面积、太阳耀斑流量的积分值、CME速度和F10.7射电流量7个预报因子作为参量对RBF人工神经网络预报模型进行训练,训练后建立的RBF模型的输出结果和训练数据的相关系数高达98%,对耀斑强度的预报结果与观测结果的误差在0.5以内,预报模型符合耀斑短期预报的要求.

76500～81120cm^(-1)范围内碘甲烷分子的双光子电离光谱

在离子速度成像的实验装置中,将波长为492~523 nm范围内的激光倍频,以经过倍频的激光作光源,将碘甲烷分子(CH3I)电离,获得了碘甲烷母体分子离子(CH3I+)在76 500~81 120 cm-1范围内的高分辨双光子电离光谱;介绍了CH3I的双光子电离机制,根据Rydberg公式和量子数亏损成功对实验所得到的CH3I+谱中的46个谱峰做了标识,并观察到了CH3I+谱中p,d,f系列的能级分裂。标识结果表明,在CH3I的双光子电离谱中除了可以观察到单光子电离谱的特征,还可以观察到在单光子电离中禁阻的f系列跃迁。

暂现活动区磁流浮现与磁场位型的关系

利用搭载在SDO卫星上的磁成像仪(HMI)获取的磁图数据和大气成像仪(AIA)获取的450nm处太阳光球层辐射强度数据,对一个暂现活动区(EAR)的磁场位型做了分析.发现EAR的磁场位型由最初的南北向分布演变为东西向分布,并从磁极区域磁通量及其变化速率、磁场方向与赤道夹角以及磁极重心之间距离的相对变化等三方面,对磁场位型的演变过程做了研究.结果表明,本次事件具备磁流浮现的基本特征,此过程中EAR的磁场逐渐平行于周围磁场,推测EAR磁场结构的改变是由扭曲磁流管的浮现所致.

基于扫描激光的腔增强吸收光谱研究

介绍了一种建立在半导体激光扫描基础上的腔增强吸收光谱技术。简要介绍了从衰荡吸收光谱技术向腔增强吸收光谱的发展及腔增强吸收光谱的实验装置,实验证明能够将 DFB 型半导体激光与高精密光学谐振腔相结合,用简单的实验装置进行高灵敏、高分辨直接吸收光谱测量。实验中,激光器的输出波长用一台波长计精确测量,当激光器的输出频率与某一腔模的频率共振时,激光被耦合到一个用两块高反射率平凹透镜(在 1.572μm 附近,R^0.994)组成的 34cm 长的高精密光学谐振腔,通过测量激光透过谐振腔后的光强,得到了二氧化碳分子在6358.654cm-1附近的吸收光谱,探测灵敏度达到了 1.2×10-5cm-1。

烟雾箱内甲烷气体的腔增强吸收光谱

用DFB半导体激光器作光源的腔增强吸收光谱(CEAS)技术测量了烟雾箱中甲烷气体在近红外波段的光谱吸收,获得了烟雾箱内甲烷气体在1315 nm附近的吸收光谱;将测得的光谱数据与Hitran 2004数据库给出的光谱参数做了比较,发现了几条尚未被Hitran 2004数据库收入的甲烷分子的新谱线;同时对CEAS技术定量测量烟雾箱内甲烷气体的能力和稳定性做了研究.结果表明,CEAS技术完全可以用来测量烟雾箱内甲烷气体的吸收光谱,可以作为烟雾箱检测方法的一种补充.

从诺贝尔物理学奖评析高校教学与科研

文章从诺贝尔物理学奖得主的国籍,获奖时的年龄等方面对1901-2009年间诺贝尔物理学奖的分布做了统计,从中得出了造成世界科技中心从欧洲转移到美国的原因,探讨了学术交流与合作在科学研究中的重要性,指出中青年始终是取得创新成就的关键力量,并为我国高等学校的教学与科研提出几点启示。

离子速度成像技术及其数据处理

从能量守恒的角度论述了离子速度成像技术的基本原理,从"离子透镜"、二维探测、数据处理的原理与方法等方面介绍了离子速度成像技术.将离子速度成像技术与"完全非弹性碰撞"问题及夫兰克-赫兹实验等内容相结合,为学生直观地学习和掌握微观世界的"碰撞"问题及微观世界的能量守恒定律提供了一种实验方法.

1·31μm附近CO_2的高灵敏度吸收光谱

采用可连续调谐半导体二极管激光器作为探测光源，将长程多通池吸收光谱、波长调制和谐波探测技术相结合，建立了一套具有高检测灵敏度和高分辨率的测量气态分子光谱及进行微量分析的研究装置。可以测量6．67×10^2Pa下～10^-27cm^-1·（molecule·cm^-2）^-1的强度，最小可探测吸收达到～10^-8。并利用该装置测量了CO2气体在1．31μm附近的近红外吸收光，并用最小二乘法拟合实验数据获得这一波段谱线的参数。同时测量的谱线参数与HITRAN数据库相比，发现15条数据库上没有报道的弱谱线。

SiH3＋O（^3P）反应机理的理论研究

利用abinitio方法对SiH3+O(3P)反应进行了理论研究,在MP2/6-311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并在QCISD(T)/6-311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明,SiH3+O(3P)→IM1→TS3→IM2→TS8→HOSi+H2为主反应通道,其他可能存在的次要产物有HSiOH+H、H2SiO+H和HSiO+H2.HOSi、HSiO和HSiOH(cis)还可能进一步解离生成SiO.另外,计算结果对SiH4+O(3P)反应机理中存在的争议给出了可能的解释,认为Withnall等人在实验中观察到的产物HSiOH、H2SiO和SiO并不是SiH4+O(3P)反应的直接产物,而是来自副反应SiH3+O(3P).

材料综合实验中融入节能减排理念的探索与实践

文章设计了基于稻壳灰制备硅酸铜吸附剂,并用于染料废水处理的综合实验项目,为稻壳灰的资源化利用提供了新的途径。该实验涵盖了以稻壳灰为原料制备多孔SiO2、水热法制备硅酸铜、样品的结构与形貌表征、吸附性能测试、数据拟合分析等知识点。该实验简单易行、切合实际生活、现象明显,有利于提高学生的创新能力、科研素养和环保意识。

CO_2分子的近红外可调谐二极管激光吸收光谱高灵敏探测

利用近红外可调谐半导体二极管激光用直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术初步观测了CO2 在1.31 m附近的吸收。从实验结果可以看出,在4.5torr压力下,可探测最小吸收线强度为3.769×10-27 μcm-1/(molecule·cm-2),相应的信噪比是16.8。

N（^4S）＋CH3X（X=Cl、Br）反应机理的理论研究

利用abinitio方法对N(4S)+CH3X(X=Cl、Br)反应进行了理论研究,在MP2/6311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、过渡态和产物的几何构型和谐振频率,在MP2/6311++G(3df,2p)和QCISD(T)/6311+G(d,p)水平上进行单点能计算,并用G2MP2方法计算了所有物种的能量.计算结果表明,反应存在三条反应通道:H抽提反应通道a、Cl或Br抽提反应通道b和替代反应通道c.对于N(4S)+CH3Cl反应,a反应通道是主反应通道,b和c反应通道在反应中有少量贡献.对于N(4S)+CH3Br反应,a反应通道是主反应通道,b和c反应通道在反应中有一定的贡献.

受激热散射相位共轭

本文系统回顾了受激热散射的发现、种类、产生机制、特征、理论及其国内外的实验研究进展,展望了其未来的应用前景.

诺贝尔自然科学奖对我国高等教育的启示

对1901—2015年诺贝尔化学奖、物理学奖、生理学或医学奖的颁奖次数、授奖人次、人均获奖成果数量、获奖人的年龄分布、国籍分布等情况进行统计。诺贝尔自然科学奖得主的国籍分布变化在很大程度上体现了世界科学活动中心的转移,以二战为界,世界科学活动的中心从欧洲转移到了美国。制定合理的人才政策,创建高水平的研究平台,吸引优秀的科研人才是当前我国高校提升教研质量的必由之路。诺贝尔自然科学奖得主取得获奖成果时的年龄一般为28—47岁,因此,高校必须特别注重对中青年教师的培养。诺贝尔自然科学奖的人均获奖成果量呈明显下降趋势,这种变化是科学研究开放性的体现。高校必须不断强化国际交流与合作,提升教师尤其是中青年教师的国际化水平,培养学生的团队合作精神。

静电场中带电细棒延长线上某点电势的计算

静电场中规则带电体电势的计算,常用方法有微元法和定义法.针对特定的规则带电体,其中的某一种方法会更简易,而对于初学的学生而言,往往难以判定哪一种方法较简单.因此,在实际解题过程中,两种方法均有学生采用.以有限长带电细棒为例,分别采用微元法和定义法求解带电细棒延长线上某点的电势,并提出了采用定义法求解电势时学生容易忽略电场强度是空间函数的问题,该结果的计算分析有利于学生对电势定义的深入理解,提高学生解决这一类问题的能力.

光纤SBS压缩Cr:LISAF激光脉冲宽度的研究

将Cr:LISAF静态输出光聚焦于光纤介质中,进行模式竞争,实现了宽线宽、多横模Cr:LISAF激光脉冲的后向SBS,有效地压缩了激光脉冲。讨论了不同泵浦电压下的压缩情况,以及焦距、光纤的粗细、长短对输出光脉宽压缩的影响。