光谱分辨双光束耦合法:公式推导和数值模拟(英文)

本文通过对光波互作用的耦合波方程解析求解 ,得到了光谱分辨双光束耦合法测量介质克尔效应和双光子吸收过程的解析公式。在此基础上 ,又对不同延时和失谐量条件下的测量结果进行了大量数值模拟 ,从而理解并掌握了光谱分辨双光束耦合法的物理本质及实验路径 。

高分辨率单道扫描型电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高合金钢中铝

在测定基体复杂的高合金钢中铝含量时,采用Al 308.215nm或Al 394.401nm作为分析谱线,无需使用复杂前处理方法及干扰因子校正模式,使用高分辨率单道扫描型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)对铬、镍质量分数小于20%,铜、锰、钨、钴质量分数小于5%,钼质量分数小于4%的高合金钢中微量铝进行测定。并与普通分辨率全谱电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定高合金钢中铝的方法在光谱干扰方面的情况进行了比对。结果表明:方法中铝的测定下限为0.002%(质量分数);校准曲线采用基体匹配法消除基体效应的影响,线性相关系数达0.999 9以上。按照实验方法测定高合金钢样品中铝含量,结果的相对标准偏差(RSD,n=9)不大于6.2%;标准样品中铝的测定结果与认定值相符。

双毛细管在线干扰校正-电感耦合等离子体发射光谱法测定含铀地质样品中微量铅

应用电感耦合等离子体发射光谱法测定地质样品中的铅时,基体元素的干扰会使测量结果偏低。本文用氢氟酸、硝酸、高氯酸、盐酸溶解样品,采用等径双毛细管在线干扰校正的方法测定了含铀地质样品中的微量铅。首先通过双毛细管确定了样品溶液中的Fe、Al对铅有负干扰,而一定浓度的U、Ba、Ti、Ca、Mn、K、Mg、Na等基体元素没有干扰或可以忽略,由此在线双毛细管根据样品中Fe、Al的含量使用不同的校正试液建立标准曲线,测定未知样品时同步进行稀释,降低了Fe、Al的基体效应。方法检出限为1.5μg/g,精密度(RSD)小于5%。与普通干扰校正法相比,双毛细管在线干扰校正法可根据不同基体的样品使用不同的干扰校正试液,快速建立标准曲线进行复杂样品的测定,且避免了二次稀释,节省试剂,适合测定基体成分接近的批量样品。

激光烧蚀-双光束二极管激光原子吸收光谱法测定固体样品中的铀同位素比

以两个二极管激光作为光源 ,采用激光烧蚀 双光束二极管激光原子吸收光谱法测定了2 3 5U/ 2 3 8U同位素比。实验对用于样品烧蚀的Nd :YAG激光聚焦点位置进行了优化 ,在同时满足一定原子化程度和较高2 3 5U 6 82 6 736nm信背比的原则下 ,选择了聚焦点位置低于样品表面 0 4cm作为分析条件。测量2 3 5U/ 2 3 8U同位素比的精密度和准确度分别为 5 %和 2 % ,2 3 5U检测限为 18μg·g-1。结果表明 ,双光束检测法能消除激光烧蚀脉冲间信号波动对测量重现性的影响 。

光谱仪光源双光束准直的自由曲面透镜

为了使光谱仪在分辨率基本不变的同时增宽工作光谱范围,利用非成像原理设计了自由曲面透镜,将光源发出的宽工作谱段的光束准直为两束波长不同、方向不同的平行光,实现探测器上光谱的折叠分布.首先,根据两束入射光线经自由曲面折射前、后的矢量关系,建立自由曲面上点坐标的一阶偏微分方程组;然后,采用Runge-Kutta法对偏微分方程组进行数值差分求解,得到自由曲面离散采样点,进而构建得到自由曲面透镜,将自有曲面透镜导入ZEMAX软件中对光源的双光束准直进行模拟,在Tracepro软件中进行光线追迹分析其照度分布;最后,将自由曲面透镜应用于近红外光谱仪中,将波段为800~2 400 nm的光源准直为两束波长分别为800~1 600 nm和1600~2 400 nm的方向不同的平行光束,经单个光栅色散后由成像透镜组成像在探测器表面,形成两组相互平行且首尾相连的折叠光谱,光谱仪的分辨率优于10 nm.结果表明,采用该自由曲面透镜可以同时实现光谱仪的高分辨率和宽工作光谱范围,且使光谱仪的结构更加紧凑.

双光束激光处理水溶液对ICP发射光谱的增强作用

为了改变水溶液的物理性质,提高ICP发射光谱的辐射强度,实验采用波长为976nm的近红外激光和10.6μm的CO2激光正交辐照水溶液,研究了不同激光功率密度和辐照时间对水溶液表面张力和粘度的影响,也探讨了处理后水溶液对ICP光谱强度的增强作用。实验结果表明,在976nm激光功率密度为0.265 7 W·cm-2,CO2激光为0.2069 W·cm-2以及辐照时间为40min条件下,水溶液的表面张力和粘度比未进行激光处理时的分别减小了42.13%和14.03%,而雾化效率升高了51.26%。将优化条件下激光处理的水溶液引入ICP光源后发现,样品元素As,Cd,Cr,Hg和Pb的光谱强度比水溶液未处理时的分别提高了46.29%,94.65%,30.76%,33.07%和94.58%,信背比分别增大了43.84%,85.35%,28.71%,34.37%和90.91%;等离子体温度和电子密度也分别升高了5.94%和1.18%。可见,双光束激光正交辐照水溶液的方法能够明显降低水溶液的表面张力和粘度,提高ICP光源的辐射强度,这为顺利检测水样品中痕量重金属元素创造了条件。

FIA双光束扫描导数光度法测定工业废水中微量锡

提出一种新的快速、高灵敏的流动注射导数光谱检测技术,即利用双光束分光光度计中样品池和参比池同时扫描的时间差Δt,产生的一阶导数光谱ΔA/Δt≈dA/dt进行定量分析.基于溴代十六烷基三甲胺(CTAB)存在下,锡与苯芴酮在酸性介质中生成的有色络合物在510nm处有特征吸收,利用自行组装的一套FIA系统,一次进样同时产生两个正峰和一个负峰四个拐点的一阶导数光度值(ΔA1,ΔA2,ΔA3,ΔA4),均与被分析样品锡含量成正比.实验表明,在酒石酸存在下,所有共存离子均不影响锡的显色反应,具有可靠的选择性,分析的灵敏度是普通方法的1.8倍;另外,进一步采用(ΔA=ΔA1+ΔA2+ΔA3+ΔA4)加和技术后,灵敏度高达4.8倍.

一种高信噪比的双光束激光光声光谱仪原理及应用

作为一种新兴的检测手段 ,激光光声光谱技术与其他检测技术相比具有很多优点。本文设计的光声光谱仪用激光做光源 ,有两个光声池 ,分别用来放置参考样品和待测样品 ,输出结果为二者光声信号的比值。利用这一比值 ,可以由参考样品的性能参数方便地求出待测样品的相关性能参数。该光声光谱仪有效地减小了本底吸收噪声的影响 ,提高了信噪比 ,扩大了固体光声理论的应用范围。

激光诱导化学气相沉积法制备纳米氮化硅及粉体光谱特性研究

氮化硅是优良的陶瓷材料,应用广泛。本文研究了激光诱导化学气相沉积法制备纳米氮化硅的工作原理,提出了减少游离硅的措施,利用双光束激发制备了超微的、非晶纳米氮化硅粉体。实验证明,纳米氮化硅粉体具有一些特殊的物理性能和光谱特性。

用光谱分辨的双光束耦合方法测量χ^((2)):χ^((2))级联非线性相移

针对重要的 χ( 2 ) :χ( 2 ) 级联非线性相移 ,在理论上论证了可以用光谱分辨的双光束耦合方法来测量 χ( 2 ) :χ( 2 ) 级联非线性相移 ,在实验上研究了飞秒时域级联非线性相移随波矢失配量的变化规律。这一新颖的测量方法灵敏度高、实际使用简单 ,应用低能量的飞秒激光振荡器 ,就能方便地测量微弱 χ( 2 ) 晶体的级联非线性相移。

平面波导微型光谱仪系统芯片中Taper耦合结构的研究

设计了一种专用于平面波导微型光谱仪的Taper耦合器。推导了基于三维有限差分光束传播法的标量方程,并利用光束传播法和透明边界条件对耦合器的耦合效率进行了模拟计算和分析。结果表明,Taper耦合器结构稳定,耦合效率高,可满足微型光谱仪的应用要求。

双波长半导体激光器Y形耦合波导模拟研究

提出了一种双DBR半导体激光器结构,该结构包括布拉格光栅、脊形波导、Y形波导、锥形放大器等部分,目标是实现半导体激光器双波长高功率、高光束质量的近红外激射。本文使用Rsoft Beam PROP模拟分析了Y形耦合波导的分叉角度对光传输的影响,确保双DBR脊形波导发射出的单模激光不互相干涉,使双波长单模激光在其中传输损耗最小。

光热光谱技术及其应用

本文介绍光热光谱技术中的光声法(PAS)、热透镜法(TL)及光热偏转法(PDS)的基本原理、实验方法及其在检测微弱吸收(包括;光子吸收)和研究分子弛豫过程中的应用,以及作者用激光光声法测量高聚物红外吸收光谱的主要结果。

湿法消解预处理地电化学泡塑样品有效性研究

灰化法和微波消解法作为地电化学泡塑样品的预处理方法适用于多数元素,但二者都存在局限性,如灰化法的高温加热过程会造成As、Hg等元素的损失影响测定结果,微波消解法则因用样量小(0.1 g),存在样品代表性和检出限方面的问题。湿法消解是一种传统的样品预处理方法,具有消解完全、元素损失量低、样品代表性好等优点,可以有效解决以上两种方法的不足。但因为加入高氯酸消解泡塑(有机物)样品过程中易爆炸和酸空白等问题,一直没有在泡塑样品的预处理中得到推广。本文选取内蒙古洛恪顿热液型铅锌多金属矿床一条地电化学勘查剖面,用20 m L硝酸+5 m L高氯酸和5 m L王水对泡塑样品(约0.5 g)进行预处理,氢化物发生原子荧光光谱法和高分辨电感耦合等离子体质谱法测定元素含量。结果表明:大多数元素的空白含量都比较低,地球化学剖面图上有良好的异常显示;湿法消解处理泡塑样品是可行的,分析泡塑样品主要使用这种预处理方法。

Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导高效耦合的容差范围

Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成的反馈外腔半导体光源及其相关集成器件成为近年来的研究热点,大容差范围是该类器件提高成品率和降低制备成本的有效途径。采用有限差分光束传播法,针对应用于大尺寸Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的双锥形耦合器结构进行了仿真,研究了实现高效耦合结构参数容差范围。结果表明,当Ⅲ-Ⅴ材料有源波导中缓冲层厚度为0.5~0.7μm,有源波导锥形区长度为400~800μm,锥形区尖部宽度为0.5~0.55μm,有源波导增益区宽度为2.9~3.1μm,无源波导锥形区的长度超过500μm,有源波导相对于Si波导的偏移量小于1μm时,Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的耦合效率均可达到90%以上。研究双锥形Ⅲ-Ⅴ/Si波导高效耦合参数的容差范围可为下一步制备出高效耦合的该类大尺寸混合集成器件提供参考。

PSD233型位置敏感元件的特性及其在AFM中的应用

给出了自制的 3mm× 3mm位置敏感元件 (PSD)的光谱响应特性 ,覆盖从紫外光、可见光到红外光 (32 0～115 0nm)的广阔区域 .采用光束偏转法对其时间响应特性和位置敏感特性进行测定 .阐述了PSD在卧式原子力显微镜 (AFM)系统中的应用 ,介绍了卧式AFM的工作原理和控制系统 ,提供了部分样品的AFM扫描图像 .结果表明 ,该AFM系统具有较高的成像效率以及良好的工作稳定性、图像重复性和对比度 ,系统的最大扫描范围为 5 μm× 5 μm ,分辨率达到 1nm量级 ,表明PSD在光谱响应。

钢中痕量硼的快速分析研究

研究了用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定钢中的痕量硼量，对试样溶液制备方法、分析谱线、共存元素、等离子体参数等进行了讨论。采用高压微波消解法制备样品溶液，无须分离基体，在高分辨的电感耦合等离子光谱仪上，于249．678nm处测量发射强度。所形成检测方法操作简便，准确可靠。可用于0．0001％以上硼的测定。

位相共轭、自聚焦等相关效应

O437 2002053522用光谱分辨的双光束耦合方法测量x（2）:x（2）级联非线性相移=x（2）:x（2）cascaded nonlinearity measurementsby spectrally resolved two-beam coupling[刊,中]/詹庭宇,朱宝强,顾震,钱列加（中科院上海光机所.上海（201800））//光学学报.—2001,21（4）.—397-399针对重要的x（2）:x（2）级联非线性相移。

舜宇恒平UV2800紫外可见分光光度计

UV2800系列为大屏幕扫描型的双光束紫外可见分光光度计，全新的光学系统和电路系统设计确保仪器具有高分辨率、低杂散光、持久稳定性和高信噪比等特点。1．8nm带宽具有更高的光谱分辨率，能够满足多国药典的规定。带宽可调的UV2800S满足用户多层次的分析应用需求，配套的计算机应用软件能为用户实现更加强大的功能。

食品中总硫测定体系及应用研究概况

硫是生命机体的必需元素,而动植物食品中的含硫化合物则是机体硫的主要来源,因而准确定量食品中总硫水平是评价不同人群膳食硫摄入的关键,但目前常用的离子色谱法、高分辨率连续光源原子吸收光谱法以及电感耦合等离子体质谱法等方法,其适用样品、测定原理、样品前处理的方式、基质干扰各有优势。本文对不同硫测定体系的灵敏度、准确度、样品适用性以及适用范围进行归纳综述,以期为建立一种理想实用的动植物食品中总硫测定体系以准确评估人群硫摄入量,并为不同职业人群的硫营养干预提供参考。