用飞秒激光脉冲研究聚合物膜中PbS超微粒的非线性光学性质

将ＰｂＳ超微粒掺进有机物中得到ＰｂＳ／Ｆｌｅｍｉｏｎ复合膜。室温下的线性吸收光谱表明其吸收带边与体相材料相比发生明显兰移，但没有观察到激子吸收峰。用飞秒激光脉冲做光源，用泵浦－探测方法记录了样品的时间分辨光克尔效应信号，据此得到其三阶非线性极化率、响应时间等一些重要数据，并对观察到的实验现象进行了分析讨论。     

特殊变色蓝宝石的紫外-可见光光谱研究

坦桑尼亚Umba出产颜色丰富的刚玉,该研究对象是一颗来自Umba的具有特殊变色效应的蓝宝石,D65光源（色温6 500 K）下呈现淡黄色,A光源（色温2 856 K）下呈现淡紫红色。为了研究这颗变色蓝宝石紫外-可见光光谱中的谱峰归属与变色成因,该研究使用电荷补偿理论来分析此样品紫外-可见光光谱中的谱峰归属。采用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）对这颗变色蓝宝石进行了测试。结果发现,变色蓝宝石紫外-可见光光谱中存在位于377,388和450 nm处的3个吸收峰和1个以560 nm为中心的宽缓吸收带。样品的颜色主要受450 nm处吸收峰和以560 nm为中心的吸收带影响,其中以560 nm为中心的吸收带造成了这颗蓝宝石的变色效应。根据激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的测试结果,样品中主要杂质元素有Fe,Ti,Cr,V和Mg等。样品紫外-可见光光谱中377,388和450 nm处的吸收峰是由Fe3+导致。蓝宝石中的Cr3+,V3+,Fe2+-Ti4+对都可以在560 nm附近产生吸收,结合电荷补偿理论分析,刚玉中的Mg2+会优先和Ti4+进行电荷补偿,样品中Mg含量要稍微高于Ti,推测样品中几乎所有Ti4+会与Mg2+进行电荷补偿,因此样品中几乎不会存在Fe2+-Ti4+对。Fe2+-Ti4+对电荷转移产生的吸收特征具有很强的偏振性,尤其是在580 nm以后的吸收特征会随着偏振方向的改变而有很明显的变化。偏振紫外-可见光光谱测试发现以560 nm为中心的吸收带没有明显的偏振性,进一步验证了样品中几乎没有Fe2+-Ti4+对,因此以560 nm为中心的吸收带主要是由于Cr3+和V3+造成的。样品的颜色主要是由Fe3+,Cr3+和V3+引起的,而变色效应主要是由Cr3+和V3+导致。结合电荷补偿机制与偏振-紫外可见光光谱来解释这颗变色蓝宝石的紫外-可见光光谱中以560 nm为中心的吸收带的归属,为研究刚玉紫外-可见光光谱中较为常见的位于560 nm左右吸收带的归属提供了一种新的研究思路。     

非线性折射率测量的Z扫描方法

描述了利用会聚的单光束灵敏地测量各种非线性介质的非线性折射率和非线性吸收系数的方法。被测样品放置于会聚高斯光束的光轴上（ｚ轴），样品在焦点附近沿ｚ轴移动，在远场处放置带有小孔的屏。通过小孔测量光束通过样品后的透过率，根据透过率与样品位置的关系，即可得到非线性介质的非线性折射率和非线性吸收系数，并能确定非线性折射率的符号（自聚焦或自散焦）。给出了若干测量结果。     

蒙特卡洛方法计算材料表面激发参数

电子非弹性散射平均自由程（IMFP）是用表面电子能谱进行表面化学定量分析时极为重要的一个参数,它可以用测量的弹性峰电子能谱分析以及蒙特卡洛模拟来确定.为了更加精确地确定电子非弹性散射平均自由程,必须对弹性峰电子能谱中的表面激发效应进行修正,通常使用介电响应理论方法计算得到的表面激发参数.然而,通过理论计算得到的表面激发参数不能包含电子在材料内部输运过程中弹性散射的影响,进而影响所测的电子非弹性散射平均自由程的准确度.在这个工作中,我们采用蒙特卡洛方法来确定包含弹性散射效应时的表面激发参数.所得到的表面激发参数在不同能量、角度情况下,尤其是在弹性散射效应显著的60°以上的大角度入射、出射情况下,都与实验测量值符合得非常好.基于这些新确定的表面激发参数,可以在弹性峰电子能谱测量中获得更为准确的电子非弹性散射平均自由程数据.     

一维缺陷光子晶体温度的测量

采用Si和SiO₂两种介质材料构造一维缺陷光子晶体，缺陷层介质为Si，利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析，并得到其带隙特性.由于缺陷的存在，使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.当被测温度变化时，根据两种介质的热光效应和热膨胀效应，光子晶体介质和缺陷层的光学厚度和折射率发生变化，透射谱缺陷峰产生漂移，由缺陷峰的中心波长漂移量得到被测温度的大小.构建了一维缺陷光子晶体测量温度的实验系统，实验结果表明缺陷峰中心波长与光子晶体所受的温度呈线性关系，测量灵敏度为0—2     

转角双层石墨烯中的势杂质效应（英文）

近年来，平带在转角双层石墨烯（TBG）中的发现引起了越来越多的关注。在这项工作中，我们报告了我们对这个平带系统中杂质效应的研究，这对于真实材料来说是一个重要问题。通过采用Lanczos递归方法，我们求解了杂质附近的局域态密度（LDOS）。我们发现，对于大尺寸的杂质，一系列束缚态在杂质内部形成，LDOS中平带所对应的峰在杂质边界附近被压制，而在杂质内部由于杂质势的作用而发生平移。随着杂质尺寸变小，其对平带的影响变弱，这符合其大尺寸Wannier函数的预期。这个特性与通常具有小尺寸局域Wannier轨道的平带系统有所不同，表明TBG中的平带对小尺寸杂质更加稳定。     

光电子学与光电子产业专题系列介绍 量子阱电光调制器和光开关

讨论了半导体量子阱中量子限制Ｓｔａｒｋ效应（ＱＣＳＥ）──垂直于量子阶层而的电场下吸收边的红移现象．由于这个效应，量子阱材料吸收边附近的光学常数受电场调制，其调制率比体村料大得多．利用吸收系数的变化可以制作光强度调制器和光开关，利用折射率的变化可以制作光相位调制器和光开关．这些器件因其工作电压低、调制率高、插入损耗小、功耗小，可以和其他光器件单片集成，在光通信和光信息处理技术中有实用价值．也讨论了半导体超晶格中Ｗａｎｎｉｅｒ－Ｓｔａｒｋ局域化效应，它引起超晶格吸收边的兰移，这一效应也可用于制作光调制器和光开关．     

Stark位移对两全同原子Tavis-Cummings模型中的原子纠缠的影响

食用香料是人们在烹饪过程中必不可少的调味品,对食用香料的鉴别和食用安全性检测也尤为重要.本文利用太赫兹时域光谱技术对食用香料进行测试,得到了黑胡椒、白胡椒、花椒、大料、姜粉、甘草、香叶以及五香粉、十三香等香料在太赫波段的吸收谱和折射率谱.结果表明,不同种类的香料都有其独特的特征吸收光谱,样品的吸收谱在0.2~1.25 THz频段内以不同的斜率单调递增,在1.25~2.0 THz频段呈现出不同的吸收峰.样品的折射率值在1.3~1.8之间变化,并且,样品的折射率在其吸收峰所对应的频率处出现了反常色散.通过对吸收系数的斜率、峰值位置以及折射率进行定标分析,太赫兹时域光谱技术可以用于不同种香料的定性检测.实验数据为食用香料的鉴别提供了依据,可以用于建立食用香料的太赫兹波谱数据库.     

食用香料的太赫兹时域光谱

食用香料是人们在烹饪过程中必不可少的调味品,对食用香料的鉴别和食用安全性检测也尤为重要.本文利用太赫兹时域光谱技术对食用香料进行测试,得到了黑胡椒、白胡椒、花椒、大料、姜粉、甘草、香叶以及五香粉、十三香等香料在太赫波段的吸收谱和折射率谱.结果表明,不同种类的香料都有其独特的特征吸收光谱,样品的吸收谱在0.2～1.25THz频段内以不同的斜率单调递增,在1.25～2.0THz频段呈现出不同的吸收峰.样品的折射率值在1.3～1.8之间变化,并且,样品的折射率在其吸收峰所对应的频率处出现了反常色散.通过对吸收系数的斜率、峰值位置以及折射率进行定标分析,太赫兹时域光谱技术可以用于不同种香料的定性检测.实验数据为食用香料的鉴别提供了依据,可以用于建立食用香料的太赫兹波谱数据库.     

快速响应的光致折射率改变效应的实验研究

在LiNbO₃∶Fe晶体薄片中观察到快速响应（<0.1s）、各向同性、并具有信息存储功能的一种光致折射率改变效应.基于它的特征及其与光折变效应的区别，初步讨论了产生该效应的物理机理. 关键词： 光致折射率改变效应 光折变效应 热释电效应     

光子带隙材料及亚波长微结构材料中等离子体共振导致的量子相干效应

我们对两类光学材料-光子晶体及左手材料中的量子相干效应进行了理论研究。光子带隙材料通常是指人工制作的具有光子通带和禁带的光学材料，它可以用来控制光场的传输及某些微观过程。光子晶体是典型的光子带隙材料，光子晶体的周期性结构导致其中的原子的量子光学性质与自由空间中明显不同，例如出现光局域化与原子自发辐射的抑制、光子-原子束缚态、二能级原子布居数囚禁等现象。最近的研究还表明心，特殊的态密度分布会导致感应透明现象，使得原子对与其共振的探测光场的吸收趋于零。这与电磁感应透明（EIT）类似，但不需要外加耦合场来建立相干。我们系统地研究了光子晶体特殊态密度产生的量子相干效应，包括三能级系统的感应透明、无反转增益、光速减慢等，及四能级系统的自发辐射和光开关效应，发现强的量子相干效应导致原子辐射与吸收性质产生多方面的改变。     

一种新型非晶态分子材料的非线性光学折射率和吸收特性

用单光束扫描法测量了在532nm处一种新型非晶态分子材料5,5′Bis(dimesitylboryl)2,2′bithiophene的非线性折射率和吸收系数样品非线性透射特性的分析表明,在靠近线性吸收区的532nm处有饱和吸收存在由三能级饱和模型和Zscan法确定了饱和强度、非线性折射率的实部和虚部研究结果表明:这种新型非晶态分子材料具有非常好的光子学应用前景.     

变色磷灰石的可见光光谱特征研究

磷灰石是珠宝市场上常见的宝石品种,因颜色丰富而广受欢迎。变色磷灰石是稀有品种且价格高昂,该品种在D65光源（色温6 500 K）下呈黄绿色,A光源（色温2 856 K）下呈粉红色,其可见光光谱的谱学特征与变色成因未被详细研究。基于此,将一颗变色磷灰石晶体,沿其平行c轴和垂直c轴方向各切下一个薄片并双面平行抛光,分别测试其可见光光谱与微量元素。结果发现,其可见光光谱中谱峰较多：位于583和578 nm处的吸收双峰强度最强,位于748和738 nm处的吸收双峰强度中等,分别位于688和526 nm处的吸收峰,强度较弱。还有一些非常微弱的吸收峰,分别位于514,483,473和443 nm处。位于748和738 nm处的吸收双峰与583和578 nm处的吸收双峰共同造成了红橙光区的透射窗,583和578 nm处的吸收双峰与526 nm处的吸收峰共同造成了黄绿光区的透射窗。D65光源和A光源由于相对光谱功率分布不同,在不同透射窗的透过有所不同,导致变色磷灰石在不同光源下呈现出不同颜色。D65光源中黄绿光成分较多,透过黄绿光区透射窗的成分较多,D65光源下磷灰石呈黄绿色,A光源中红光成分较多,通过红橙光区透射窗的成分较多,A光源下磷灰石呈粉红色。因此,磷灰石的变色效应与位于748和738 nm处的吸收双峰,位于583和578 nm处的吸收双峰以及位于526 nm处的吸收峰相关。根据微量元素数据与稀土元素的晶体场理论,这些吸收峰是由稀土元素钕（Nd）导致。根据不同晶体方向样品的可见光光谱特征,平行c轴方向变色效果更好,建议加工变色磷灰石晶体时宝石台面应尽量平行c轴。该研究结合微量元素与可见光光谱分析了变色磷灰石的变色成因,并为其加工切割方向提供了指导。     

一维含负折射率材料结构中原子的瞬时自发辐射

负折射率材料是一种新型的人工材料，其介电常数和磁导率同时小于零，导致了折射率小于零。当电磁波入射到正负折射率材料的界面上，将会产生负的折射现象。因此单个负折射率材料板能起到能量汇聚的作用。用正负折射率交替排列组成的一维光子晶体能产生不同于通常布拉格带隙的零平均折射率带隙。这种带隙能抑制几乎全方向的辐射，从而能对原子自发辐射产生更强的抑制作用。J．Kastel和M．Fleischhauer最近提出用理想负折射率材料板加上理想反射镜，在适当条件下会完全抑制原子的自发辐射。本文我们考虑在包含实际负折射率材料—有色散和吸收—的一维结构对原子自发辐射的影响。     

ITO纳米棒结构红外波段消光特性模拟与分析

铟锡氧化物（ITO）作为一种高掺杂的半导体材料，其材料介电常数零点波长位于近红外波段，且其在近红外波段的吸收损耗较小，因此ITO可以成为近红外波段理想的局域表面等离激元共振效应（LSPR）材料。采用时域有限差分法模拟长方体状ITO纳米棒阵列的LSPR效应，通过调整ITO纳米棒的载流子浓度、尺寸、间距以及衬底折射率实现其红外波段LSPR共振峰的有效调节。这对于扩宽ITO纳米结构在红外波段LSPR效应的应用具有重要的研究意义。     

双丙酮丙烯酰胺的紫外光谱研究

双丙酮丙烯酰胺（DAAM）是一种应用广泛的聚合物单体,可与其他乙烯基单体共聚得到性能各异的聚合物材料,而对DAAM的光谱研究报道较少。文章主要研究了DAAM在水、乙腈、甲醇和环己烷四种溶剂中的紫外光谱。结果发现,在这四种溶剂中,DAAM溶液的紫外光谱主要在200 nm左右及226 nm左右有2个强吸收峰。200 nm左右的吸收峰对溶剂的极性及溶液的浓度非常敏感。在极性溶剂中200 nm吸收峰发生蓝移,在极性较大的乙腈及水中,蓝移更大;在各种溶剂中,200 nm吸收峰都随溶液浓度增大而发生红移。而226 nm左右的吸收峰在各种极性不同的溶剂中吸收峰的位置变化不明显,对溶液浓度也不敏感。因此,DAAM在226 nm吸收峰可以用于DAAM的定量分析,而200 nm吸收峰可用于研究DAAM与其他分子的相互作用。另外,溶剂极性对2个吸收峰强度的影响也不相同。     

超微半导体AgBr的量子尺寸效应

本文研究了间接带半导体ＡｇＢｒ由于空间尺寸的限制产生的吸收，荧光兰移，激子振子强度增强的量子尺寸效应，观察到旋－轨道分裂带至导带的２８４ｎｍ吸收峰，经硫处理的Ａｇｂｒ直接激子吸收峰从３１０ｎｍ移至３０１ｎｍ。相应的荧光从３４０ｎｍ移至３２４ｎｍ，同时在８５０ｎｍ处产生了一新的荧光带。     

马达加斯加黄色方柱石的谱学特征研究

利用常规宝石学仪器、电子探针、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和三维荧光光谱仪等,对马达加斯加黄色方柱石的宝石学性质及谱学特征进行了研究分析。马达加斯加方柱石的宝石学特征与方柱石理论值基本一致;方柱石样品颜色均匀,具有玻璃光泽,原石晶型较为完好且表面普遍可见纵纹及褐红色杂质,部分样品表面可见晕彩效应,样品内部可见多种包裹体,如黑云母、无色晶体包裹体等。红外光谱分析结果表明,样品在指纹区均显示1 039,1 105和1 196 cm-1处 Si（Al）—O伸缩振动吸收峰;752 cm-1处Si—Si（Al）伸缩振动吸收峰;551,687和624 cm-1处O—Si (Al)—O 弯曲振动吸收峰;459 cm-1处Si—O—Si的弯曲振动与Na（Ca）—O伸缩振动的耦合吸收峰;416 cm-1处Si—O—Si弯曲振动吸收峰。红外光谱官能团区的诊断性鉴定依据为：3 530和3 592 cm-1处O—H振动引起的吸收峰;2 499,2 629和2 964 cm-1处CO2-₃振动产生的吸收峰。拉曼光谱分析结果表明,桥氧弯曲振动产生459和538 cm-1两处吸收峰;Al—O振动导致775 cm-1吸收峰;硅氧四面体Q₄结构单元振动产生1 114 cm-1吸收峰。紫外-可见光吸收光谱可知,马达加斯加方柱石为过渡金属元素致色,铁离子的存在导致了379和420 nm两处吸收峰,且420 nm吸收峰的强弱影响着方柱石的颜色深浅。致色原因为占据了晶体结构中四面体位置的Fe2+与Fe3+之间电荷转移,从而产生黄色。三维荧光光谱分析显示,方柱石具有较为一致的发光行为,均可见一强一弱两个荧光峰,多集中在302 nm(λ_ex)/343 nm(λ_em)附近。电子探针成分分析结果表明样品属于方柱石族系列中的针柱石,Ma值范围为66%～69%, 平均Ma值为68.1%,且随着Ma值的增高,双折射率随着变小。谱学测试作为无损测试技术,适用于鉴定宝石品种。对鉴定马达加斯加方柱石具有重要的意义,同时为产地溯源、区分优化处理品种提供数据支持。     

拉伸状态NbSe3在纵向磁场下的负磁阻效应

本文研究了准一维电荷密度波材料ＮｂＳｅ３晶须自然状态（ε＝０）和受到拉伸的状态（ε＞０）下在纵向磁场中的磁阻效应．温度Ｔ≤５０Ｋ时，无论自然状态还是拉伸状态（ε＝１．５％）都没有观察到负磁阻．但是，当温度升高到Ｔ＝７０Ｋ，我们观察到ＮｂＳｅ３晶须受到拉伸至ε＝１．５％时有负磁阻效应；进一步增大ε至１．８％，负磁阻效应更明显；不拉伸（ε＝０）则没有磁阻．文中就这个现象进行了讨论．     

用太赫兹时域光谱技术探测天冬酰胺的低频集体吸收频谱

用太赫兹时域光谱技术研究了室温条件下的多晶天冬酰胺样品的光谱特征，得到了相应的吸收谱和折射率.这说明样品在这个波段存在光谱响应，可以用来探测分子的结构和振动情况.研究发现，天冬酰胺在实验测量有效光谱范围(0.5—2.4THz)内有两个吸收峰，一个是位于1.642—1.758THz的宽带峰，另一个是位于2.266THz的吸收峰.用密度泛函方法在B3LYP/6-31+G(d,p)基组下做了模拟计算，并对获得的频谱进行了解析，计算得到的峰位与实验结果符合较好. 关键词： 太赫兹 时域光谱技术 氨基酸 天冬酰胺