激光雷达用紫外—可见多波长同时输出的激光系统

报导了同时探测多种大气成分的空间垂直分布的激光雷达用多波长激光光源系统.该系统通过Nd∶YAG激光器选模输出的1064 nm激光经一级放大后,分成两束,其中一束光再通过放大,经过二倍频器及三倍频器后输出532 nm和355 nm激光束,532 nm波长的激光用于探测大气中气溶胶和温度的空间垂直分布;355 nm波长的激光用于探测平流层臭氧的参考光,同时也是使用Raman方法探测水汽混合比分布的激光光源.另一束1064 nm的激光通过放大后,经过二倍频器及四倍频器输出266 nm激光,其用作泵浦高压氘气拉曼(Raman)频移器而输出289 nm波长激光(1阶Stokes),用作探测对流层臭氧的吸收波长.通过同时使用XeCl准分子激光器输出308 nm波长的激光,采用差分吸收方法探测大气臭氧的垂直分布.最后给出了合肥地区一些典型的探测结果,如大气臭氧、气溶胶、水汽及温度等的分布及其特点.(OB19)     

动脉粥样硬化斑块和血管壁的光谱学实验研究

为区分动脉粥样硬化斑块和血管壁,给激光血管成形术的实时监控提供依据,研究了动脉粥样硬化斑块和血管壁的激光诱导荧光光谱(LIFS)和拉曼光谱.日本雄性大耳白兔15只,以高脂饲料喂养3个月,取主动脉弓作纵行切开,分别采用380 nm紫外激光和532 nm绿激光作为激发光源诱导动脉粥样硬化斑块和血管肇的荧光光谱;采用532 nm绿激光作为激发光源诱导动脉粥样硬化斑块和血管壁的拉曼光谱.结果表明,380 nm紫外激光诱导的动脉粥样硬化斑块和血管壁的荧光光谱在416 nm处均有明显特征峰,但前者的强度显著高于后者;532 nm绿激光诱导的动脉粥样硬化斑块和血管壁的荧光光谱在800 nm处均有明显特征峰,但强度无明显差别;动脉粥样硬化斑块的拉曼光谱在3000 nm和3300 nm处存在明显的波峰和波谷,而血管壁的拉曼光谱曲线较光滑,无明显特征峰.说明380 nm紫外激光诱导的荧光光谱和拉曼光谱均有可能有效区分动脉粥样硬化斑块和血管壁,而532 nm绿激光诱导的荧光光谱不能有效区分动脉粥样硬化斑块和血管壁.     

拉曼光谱技术在深海原位探测中的研究进展

拉曼光谱是一种分子指纹光谱,在物质成分识别和定量分析领域已得到广泛应用,近年来也逐渐应用于深海极端环境 的原位探测。回顾了激光拉曼光谱技术的发展历程,介绍了国内外已经研发的深海激光拉曼光谱探测系统,并着重介绍 了各系统在深海冷泉、热液等极端区域对喷口流体、沉积物孔隙水、自生碳酸盐岩、水合物等目标物的原位探测和 应用,最后总结了限制拉曼光谱技术在深海取得更多应用的因素,可以为拉曼光谱技术未来的发展提供参考。     

移频激发差分拉曼光谱仪的多波长光源设计

拉曼光谱检测常常受到荧光的干扰,影响了该技术的推广应用。移频激发差分拉曼光谱方法(SERDS方法)已被证明是一种有效的荧光抑制方法。SERDS实现荧光抑制的关键在于其特殊的激光光源,不仅要求其输出多个相近的波长,而且要求输出的激光功率较高、光谱线宽窄。采用Littrow光栅外腔半导体激光器原理设计实现了一种低成本、便携式的激光光源,可以在15nm的调谐范围内输出多个波长,光谱线宽小于0.2nm,输出功率可达80mW,适合用作移频激发差分拉曼光谱方法的多波长光源,实现拉曼光谱检测中对荧光干扰的抑制。     

一种高线色散率测温激光雷达双光栅光谱仪

与目前广泛应用的532nm波段的发射波长相比,采用355nm波段发射波长进行大气温度观测对分光光谱仪的精度要求更高,分光光谱仪的线色散率要达到0.1nm/mm。提出了一种新型高线色散率纯转动拉曼激光雷达分光光谱仪,通过设计双光栅结构来达到激光雷达纯转动拉曼回波信号分光的目的。利用Zemax软件进行设计,模拟分析结果显示:间隔0.1nm的两个相邻光谱在分光光谱仪聚焦镜焦平面处两个相邻谱线中心可以分开1mm,满足测温纯转动拉曼分光光谱仪线色散率达到0.1nm/mm的要求。将实验得到的斯托克斯回波信号强度与理论计算结果进行对比,验证了纯转动拉曼雷达中应用双光栅光谱仪的可行性。     

多波长红光金刚石拉曼激光器

全固态红光激光器在激光显示、全息存储以及医疗领域有着重要应用，其中多波长红光激光器还可用于差频产生太赫兹辐射。基于三阶非线性效应受激拉曼散射的拉曼激光器是一种突破粒子数反转激光器有限发射光谱制约进而拓展激光波长的有效手段，即能够将注入的单一波长泵浦光直接拓展至一个或几个全新波段。笔者团队研制了一台绿光泵浦的多波长级联金刚石拉曼激光器，利用波长为532 nm、脉冲宽度为11.43 ns的激光作为泵浦源，通过将一阶Stokes黄橙光(573 nm)锁定在振荡器中，实现了红光波段的二阶、三阶和四阶(620 nm、676 nm和743 nm)级联拉曼激光输出，对应三个波长的脉冲宽度分别为10.41、3.75、2.45 ns，总输出能量为0.6 mJ，光光转换效率为36.38%。结果表明，凭借金刚石晶体优异的光学特性和拉曼性质，可见光泵浦的金刚石拉曼激光器对于实现高功率全固态小型化多波长红光激光输出具有巨大潜力。     

中国海洋大学主持研制的“深海原位激光拉曼光谱系统”首次海试获得成功

在国家863计划海洋技术领域的支持下，由中国海洋大学研制的“深海原位激光拉曼光谱系统”于3月15日-4月1日期间搭载中国海洋大学“东方红2号”调查船承担的“质量控制及规范化海上试验”重大项目课题。进行了首次海上试验。本次海上试验主要是针对研制的深海拉曼光谱仪（Deep ocean compact automatic Raman spectrometer，DOCARS-532）实验样机，对照设计与验收指标，测试其在深海环境下的结构性能、工作性能及其稳定性，并通过自带部分样品，进行深海环境的现场测试。     

紫外激光器

日本三菱电机公司和大阪大学光学技术研究所共同研制成功一种紫外线固体激光器,其波长为266nm,功率为23W,可以连续工作50小时以上。该激光器用非线性光学晶体将由半导体激光抽运的固体激光器发出的红外激光(波长为1064nm)变换成绿色激光(波长为532nm)之后,再用其它的非线性光学晶体变换成紫外波长。这种紫外线激光器可用于个人信息终端用印刷电路基板的微细加工等方面。紫外激光器@李玲玲     

荧光偏振短距激光雷达测量生物战剂/气溶胶

基于激光诱导荧光（LIF）原理和弹性散射作用于非球形粒子上产生的偏振特性,设计研制了短距测量荧光和偏振激光雷达:采用了三个激光光源、两个接收望远镜、一个退偏组件和一个荧光光谱特征分析光谱仪,设计遥测探测距离为200 m至数千米。荧光测量采用了Nd:YAG激光器的三倍频355 nm和4倍频266 nm输出,激光束脉冲宽度约为6 ns,重复频率为20 Hz,荧光接收光学及光谱分析子系统由25.0 mm口径的f/4牛顿望远镜,车尔尼特纳光谱仪和32通道的光电倍增管（PMT）等组件组成;偏振和弹性散射信号由孔径12.5 mm的卡塞格林望远镜接收。荧光测量的信噪比仿真计算表明:以最小SNR=10作为参照,在1 km距离上,白天探测不到数浓度为10 000个/升的战剂云团,但在夜间则可以获得较好的信号强度;偏振测量结果初步分析表明:（1）退偏比表现出较强的波长依赖性;（2）多波长退偏比测量可以显著提高生物战剂的鉴别能力。     

几种人工合成色素的荧光光谱与拉曼光谱研究

应用荧光光谱仪及微拉曼光谱仪分别对几种常见的人工合成色素溶液的荧光光谱和拉曼光谱进行了实验研究。一方面,首次测量其不同浓度合成色素溶液的荧光光谱,讨论其谱线特性。另一方面,以有致癌性的合成色素苋菜红为例,应用拉曼光谱技术进行定性和定量检测,验证拉曼光谱对色素检测的可行性。为了提高探测灵敏度,以55nm的金纳米粒子溶胶为基底,在785nm激发光下对不同浓度的苋菜红溶液进行了表面增强拉曼光谱探测,探测到的最低浓度为10-17mol/L。分析结果为这种色素的合理利用及安全快速检测提供了有效的光谱实验依据,也为其它色素的检测提供了参考方法。     

水汽紫外拉曼激光雷达分光系统研究

介绍了一种可用于工作波长在紫外波段的水汽拉曼激光雷达的分光系统,即利用石英三棱镜组合结构实现对激光雷达多波长回波信号的分光。对于266 nm发射波长,由于激光雷达接收的氧气(O2)、氮气(N2)、水汽(H2O)拉曼波长相隔较近,普通的滤光片难以满足要求,利用该分光系统,对其参数尤其是对棱镜间夹角和光束入射角的优化,可将大气中O2、N2、H2O的拉曼散射信号完全分开,使光电检测系统可在三个独立的通道分别接收O2、N2、H2O拉曼信号,从而反演大气中水汽及臭氧含量垂直分布廓线。应用计算机对分光系统进行了模拟计算,以实现分光系统参数的最佳匹配;在入射角约为36°,棱镜间夹角约为106°时,该分光系统可完全分开O2、N2、H2O拉曼信号。最后,用激光激发拉曼管内高压气体产生受激拉曼散射以模拟回波信号波长的实验方法对计算结果进行了验证和标定,结果表明,该分光系统应用于紫外水汽拉曼激光雷达系统具有可靠性和可行性。     

He-Ne激光照射人血液对荧光光谱影响研究

取离体健康人血液,用2mw、6mw、8mW、10mW不同功率的低强度He-Ne激光照射30min后,再以407nm和532nm作为激发光测量了全血的荧光光谱。发现对于不同功率的He-Ne激光照射过的血液,荧光峰值与照射前有明显的变化。应用光谱基础知识对实验结果进行了分析和讨论。     

激光波长对含能材料起爆阈值的影响

为了解激光波长对含能材料起爆阈值的影响,降低含能材料的激光起爆能量,提高激光激励源的小型化程度,采用飞行时间质谱技术和Bruccton升降法,测试了波长1 064 nm和532 nm两种激光对泰安(PETN)的解离谱图和起爆阈值,分析了波长对起爆机理的影响。结果表明:含能材料激光起爆对波长具有选择性,每种含能材料均具有一些有利于起爆的特征吸收波长;不同波长(1 064 nm和532 nm)激发时PETN存在不同的解离机理。相对于532 nm激光,接近特征吸收的1 064 nm激光能够加速PETN的解离,并使其50%发火能量降低14%。因此,采用含能材料特征吸收波长激光作为起爆激励源,能有效的减少含能材料的起爆阈值。     

拉曼带通滤光器压缩强激光背景的应用

采用拉曼带通滤光技术,以调QYAG倍频激光器为激发光源(532nm),在普通单色仪上记录到液相苯的拉曼谱。拉曼带通滤光器(RNF∶Raman Notch Filters)可使杂散光降低10~8量级。应用拉曼带通滤光器直接对YAG倍频输出激光线型进行观察,观察到了与基频相对应的弱跃迁伴线结构。     

262～272 nm波段氯苯的激光质谱研究

在自行研制的具有恒温加热进样系统的激光质谱仪上获得了262～272 nm波段气相氯苯的(1 1)共振增强多光子电离/飞行时间质谱(REMPI-TOFMS).研究表明,该波长范围内获得的光激发谱的光谱结构是氯苯第一激发态1B2(S1)振动能级的反映,对其中14条谱线进行了尝试性指认.分析了氯苯在266 nm波长处不同激光能量下的光电离质谱特点,讨论了造成77C4H5 质谱的非对称增宽的原因.实验研究了266 nm波长处氯苯分子离子信号强度与样品浓度之间的关系,估算出氯苯的探测限为ng/L量级.     

乙酸的光谱学及其特性的研究

采用光栅光谱仪获得了波长为 2 5 4nm(Δλ1 /2 4nm)的紫外光激励乙酸溶液的紫外吸收光谱和不同浓度溶液的荧光光谱 ,并对其产生机理和谱线特性进行了研究。实验结果和理论分析表明 ,波长为 2 5 4nm的紫外光诱导乙酸分子发出的荧光是由乙酸分子上的荧光团 -C =O -产生的 ,其量子转换效率可达 5 0 %以上 ;乙酸溶液的荧光量子产额将随浓度发生明显的变化。研究乙酸的紫外光谱和荧光光谱及其特性可为其作为溶剂和催化剂时对其他有机大分子光谱特性的影响提供参考     

Synthesis,characterization and optical properties of nanostructured ZnWO4

The ZnWO₄ nanorods were fabricated by template-free hydrothermal route and characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Raman, fluorescence and UV–visible spectra. The ZnWO₄ nanorods were descended from ZnWO₄ nanosheets with the increase of the pH value. The correlations among these optical spectra were studied and the results showed that the ZnWO₄ nanorods had good crystallinity and few oxygen-vacancy defects comparing with ZnWO₄ nanosheets. Fluorescence emission and UV–visible transmission spectra of ZnWO₄ nanorods were increased, while the fluorescence excitation and UV absorption spectra were decreased in the wavelength region of 250–325 nm. This phenomenon was reversed in the wavelength region of 325–400 nm. The ZnWO₄ nanorods displaying superior photocatalytic activity were suitable to be photocatalytic materials which could absorb selectively ultraviolet in the wavelength of 325–400 nm for their low recombination probability of light excited electron–hole.     

407nm辐照激发血细胞荧光光谱分析

用光栅光谱仪获得了波长为407nm(Δλ1/2≈18nm)的LED激发的健康小白鼠的全血、红细胞和血红蛋白的荧光光谱,并对其产生机理和谱线特性进行了研究。实验结果和理论分析表明,407nm的LED诱导血液发出的荧光量子转换效率可达90%以上,且主要是由血液中红细胞上的荧光团产生的;溶血的红细胞产生荧光的量子产额明显较低,光谱特征也发生明显变化,且红细胞和血红蛋白的荧光光谱有较大的差异;血红蛋白的荧光量子产额将随浓度发生明显变化。