基于Drude-Lorentz模型的金银纳米颗粒光谱特征研究

基于Drude-Lorentz模型,利用最小二乘法得到了金银纳米材料介电常数的最优表达式。结合Mie理论,系统研究了球形金银纳米颗粒的消光光谱、吸收光谱、散射光谱等特性,比较并分析了不同尺寸下金银纳米颗粒的散射消光比等光谱特性。研究表明:(1)随着金纳米颗粒尺寸的增大,散射作用随之加强,入射波长为529 nm时发生表面等离激元共振,半径为10 nm、20 nm、30 nm、40 nm、50 nm理想金纳米球体的散射消光比依次为0.76%、5.65%、12.81%、19.36%和37.13%;(2)银纳米颗粒对入射光的消光作用相对金纳米颗粒更为显著,散射作用的贡献比重更大,入射波长为415 nm时,半径依次为10 nm、20 nm、30 nm、40 nm、50 nm理想银纳米球体的散射消光比依次为17.85%、63.46%、85.44%、93.29%和96.45%,且随着入射波长的增加,散射消光比逐步提高。

基于双光路吸收光谱技术的气液两相爆轰燃气诊断技术研究

对爆轰燃气准确有效地检测可以为探索爆轰形成机理以及提升爆轰发动机工作效率提供数据支撑。提出了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术结合双光路互相关算法的气液两相爆轰燃气速度、温度和组份浓度同时在线测量方法，针对口径80 mm无阀式脉冲爆轰发动机设计并搭建了双光路光学测试系统，通过50 kHz高频扫描1343 nm波段H2 O吸收谱线完成对爆轰燃气速度、温度及 H2 O气体浓度的在线诊断。测试结果表明光学测试系统可以实现对瞬态爆轰过程燃气变化特征的细致分析，单个爆轰过程持续时间为85ms，爆轰循环过程中爆轰波速度最高达到1172·183;s-1，爆轰燃气最高温度达到2412K ，爆轰燃气中 H2 O气体浓度维持在0～7％之间；爆轰过程中出现了短暂的速度平台与温度平台。

光调制反射光谱中的高斯线形

本文报出了一种用于拟会计算光调制反射光谱的高斯约型表达式．通过对具体的St－8＄杂的光谱拟会计算并与常用的洛仑兹线形的计算进行的比较，显示了在非均匀展宽起重要作用情况下采用高斯线型对实际光调制反射光谱分析是十分必要的．

高灵敏马赫泽德环形谐振腔

提出并分析了带反馈的马赫泽德新颖环形谐振腔结构.基于耦合模理论及传输矩阵,采用光强随有效折射率变化的方法对该结构进行分析,并通过优化结构参数,得出其具有陡峭的反对称法诺输出谱线.与传统的微环传感相比,法诺谐振的输出谱线更加尖锐,因此具有更低的探测极限.在信噪比为30dB的测量系统中,其探测极限达到10-9,比已报道的10-8降低了1个数量级.

超短洛仑兹脉冲光束的远场频谱特性

研究了超短洛仑兹脉冲光束的远场频谱特性,给出了频率域中超短洛仑兹脉冲光束在自由空间传输的解析表达式,数值模拟了超短洛仑兹脉冲光束在不同传输距离处轴上和离轴的功率谱及在远场时不同衍射角的功率谱.结果表明,在远场衍射角不为0时,超短洛仑兹脉冲光束的光谱有红移现象,并且衍射角越大,红移量越大.

TDLAS技术中不同背景气体的混合气体浓度算法

可调谐半导体激光光谱技术(TDLAS)是目前发展十分迅速的光谱检测技术,被广泛用于检测工业环境中的易燃易爆等危险气体;这些危险气体往往是多种气体混合而成,待测气体的直接吸收光谱在不同的背景气体下会发生改变,浓度计算结果存在误差;故而提出一种新型的混合气体浓度算法。针对不同背景气体下的混合气体浓度算法进行了讨论,研究了不同背景气体下洛伦兹吸收谱产生变化的原因,并分析了峰值算法和积分算法在计算混合气浓度存在误差的原因,提出了采用Levenberg-Marquardt算法拟合出洛伦兹吸收谱,利用面积系数与标准浓度进行二次拟合来表征混合气浓度的算法。实验搭建了基于TDLAS技术的气体检测系统,采用中心波长为1368.59 nm的激光器,气室长度为30 cm,以水汽为待测气体,干燥空气、氮气、氩气作为背景气体,利用国瑞智双压法湿度发生器GRZ5013产生40%~80%的相对湿度环境,以Mitchell-s8000露点仪的测量结果作为参考值,通过计算干燥空气为背景气体下的峰值、积分和面积系数,拟合三者与Mitchell露点仪测量的水汽浓度结果,得到三种算法二次拟合关系,再对氮气和氩气背景下的水汽浓度进行计算,对比了峰值、积分和面积系数的浓度算法的相对误差。实验表明:氮气下峰值、积分和面积系数算法的最大相对误差为-11.64%,2.65%和1.76%,最小误差为-7.79%,-0.56%和-0.54%,相对误差均方值为0.88%,0.03%和0.01%;氩气下峰值、积分和面积系数算法的最大相对误差为-109.27%,-10.13%和2.96%,最小误差为73.04%,-5.51%和1.34%,相对误差均方值为87.51%,0.61%和0.06%;面积系数表征浓度算法最优,误差最小,结果最为准确。

二三个节点的耦合混沌系统的同步分析

以洛仑兹系统为对象 ,将其混沌吸引子视为网络节点 ,对具有二三个节点的单变量耦合网络与多变量耦合网络的同步进行研究 ,并计算它们的李雅谱诺夫指数谱 ,进而将分析的结论推广到多个节点相互耦合的复杂网络中。结果表明 ,通过多变量耦合的网络比单变量耦合的网络更容易达到同步 .

高温CO_2气体发射光谱展宽效应的精细光谱研究

为了研究温度对气体谱线特性的影响,并确定高温气体发射光谱的精细展宽机制,通过构建变温气体池系统,控制CO_2气体的温度。利用超高分辨傅里叶变换光谱仪(Bruker 125HR),测量高温下CO_2气体谱线图,对谱线进行3种展宽机制的拟合比较。实验结果表明,Lorentz线型的拟合度最高为0.993 94,从而确定了高温气体发射光谱展宽机制为洛伦兹展宽,为遥测光谱技术进行远距离气体探测提供了实验支持。

多波长泵浦宽带拉曼放大器功率增益的Lorentz近似研究

本文采用 L orentz线型近似 ,研究了多波长泵浦宽带 Raman放大器的增益特性 ,并提出了宽带增益平坦的多波长泵浦方案。研究结果表明 ,增益平坦程度与泵浦波的频率间隔密切相关。对 ITU - T的G.6 5 2、G.6 5 3及 G.6 5 5光纤和新型的大有效面积非零色散平坦光纤的 Raman放大增益特性研究表明 ,Raman增益与光纤的种类和光纤传输特性有关 。