利用组合拟合法计算了冰晶粒子的单次散射特性。给出了消光效率因子、单次散射反照度及非对称因子的拟合公式, 利用拟合公式对有效粒子尺度为20 μm和120 μm的六种冰晶粒子的消光效率因子、单次散射反照度及非对称因子进行了计算。结果表明, 粒子的消光效率因子、单次散射反照率和非对称因子随着入射波长的增加有着较大的起伏, 后两者随着波长的增加而变化趋势基本一致; 对于单次散射反照率来说, 在可见光波段, 反照率非常接近于1; 在短波段, 粒子的非对称因子变化较小, 并且随着波长的增加, 非对称因子会逐渐增大。

本文利用罗丹明6G在银胶体粒子聚集点上的表面增强拉曼光谱的强度变化, 采用逐点扫描获得拉曼光谱的“Mapping”方法, 获得了不同的银胶体粒子聚集点对吸附的R6G表面增强拉曼光谱强度的影响。分析了 “热点”对拉曼散射的增强的作用, 表明“热点”的增强强度和纳米粒子的聚集程度有关。

以银纳米粒子作为SERS活性基底, 研究了二苯基乙二胺(DPEDA)在银表面的吸附行为, 并研究了溶液的pH值和DPEDA的浓度对吸附构型的影响。对比DPEDA的Raman和SERS谱图, 可以认为DPEDA是通过氮原子的孤对电子吸附在银胶表面。在酸性介质中DPEDA的氨基被质子化生成胺正离子, 导致DPEDA不容易吸附到银胶表面, 所以DPEDA的SERS信号强度随着溶液酸性的增加而减弱。DPEDA的浓度变化对其吸附构型中芳香环的取向影响不大, 但是其C-N键与表面的角度会有一定的变化。从SERS光谱得到的信息可以加深我们对DPEDA修饰的金属催化剂的多相不对称催化机理的认识。

本文采用修饰了银纳米颗粒的银电极作为基底, 获得了高质量的单壁碳纳米管(SWCNTs)的表面增强拉曼散射(SERS)光谱。在1100～1500 cm-1范围内观测到了一组表征SWCNTs结构的新峰。修饰在银电极上的银纳米颗粒不仅可以保证SWCNTs在这一体系中吸附的紧密性, 而且通过变面等离子体共振起到了电磁放大的作用。通过对银纳米颗粒修饰银电极表面SWCNTs的SERS光谱及其随电位变化的SERS光谱的研究, 我们可以研究这一过程中的SERS机制。理论和实验结果表明, 银纳米颗粒修饰银电极上单壁碳纳米管的SERS很有潜力成为一种检测单壁碳纳米管合成质量的新方法。

在4,4’-二硫联吡啶在Au表面形成自组装单分子层膜的基础上, 采用表面增强拉曼散射光谱(SERS)研究了在不同pH值条件下金纳米粒子在4,4’-二硫联吡啶自组装单分子膜/Au体系表面的组装。研究结果表明, 由于处于单分子膜表面的吡啶环中氮原子的质子化程度随溶液环境中pH值的变化而变化, 使得金纳米粒子与单分子膜表面间的结合作用程度不同, 由此会引起金纳米粒子在单分子膜表面的覆盖度存在差异, 并最终导致所观测到的4-巯基吡啶自组装单分子膜的SERS光谱强度存在明显的差异。而且, 令人感兴趣的是, 所观测到的SERS谱峰强度随金纳米粒子组装时pH值的变化呈现出明显的规律性。结合分子结构特征的分析, 初步阐明了SERS谱峰强度随pH值这一组装条件的改变而发生规律性变化的内在原因。

利用Nd:YAG(1064 nm)脉冲激光器对处于二次去离子水中的Au片进行烧蚀,我们可以得到nm级粗糙Au表面。利用激光烧蚀法可以制备出“化学纯净”的Au粗糙片, 而不引入杂质离子。通过用C60作为探针分子,对这种粗糙Au表面的表面增强拉曼散射(SERS)进行研究发现,这种Au片是一种高效的SERS活性增强基底, 其增强因子可达4×103。

本文以能量为1.0 MeV的电子束辐照VO2(B)薄膜, 对电子辐照在薄膜中产生的缺陷进行了理论计算, 使用X射线衍射仪、傅立叶中红外光谱仪对薄膜进行测试, 分析了电子辐照对薄膜结构与红外光谱(3400～400 cm-1)的影响。结果显示: 电子辐照可以在薄膜中引入点缺陷并产生退火效应, 电子辐照在薄膜中引入的点缺陷, 可以使V-O=V受到破坏, 退火可以使V-O=V振动得到恢复, 而电子辐照对薄膜八面体角度弯曲振动影响不大。

本文采用紫外光化学法制备了纳米银胶, 通过观察发现, 在混合溶液搅拌的过程中溶液颜色没有任何变化, 在紫外灯照射的过程中混合溶液经历了一系列的颜色变化。通过研究硝酸银的浓度对银胶吸收光谱的影响,发现随着硝酸银浓度的增加, 银胶的吸收峰先红移然后蓝移,即随着硝酸银溶液浓度的增大, 银粒子尺寸最终将减小。最后通过霉菌实验研究了纳米银的应用, 发现纳米银具有较强的杀菌作用。

本文报道在拉曼光谱仪中用拉曼光谱术和荧光光谱术测定复合材料残余应力(应变)的方法和结果。复合材料组分中Al2O3的荧光R1峰、Si晶体和SiC纤维拉曼峰的位置(波数)随应变的偏移与应变值都有近似的线性关系。这种关系可用于确定复合材料中由外负荷力学作用或热学作用引起的残余应变。在显微拉曼系统中测定了ZrO2-Al2O3层状复合材料, Al-Si共晶体和SiC纤维增强玻璃复合材料的残余应变及其空间分布。

本文采用拉曼散射技术在温度从374到-196℃的范围内, 研究了弛豫型铁电单晶0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3(PMNT)。观察了在不同温度下拉曼光谱的变化, 经分析这些变化反映了该晶体经历了两个相变: 第一个相变温度发生在120℃, 从顺电立方相到铁电四方相的相变, 780 cm-1处模式在VH偏振下的改变标志了这一相变; 第二个相变温度发生在34℃, 是从铁电四方相到铁电三方相的相变, 软模的出现代表了这一相变。

用磁控溅射法制备六角氮化硼薄膜, 在衬底温度、衬底偏压、工作气压等条件一定的情况下改变工作气体(氮气+氩气)中氮气的比例, 以制备高质量的六角氮化硼薄膜, 薄膜以红外吸收光谱标识。实验结果表明, 工作气体中氮气的比例对制得的六角氮化硼薄膜有很大影响, 在氮气比例为20%时得到理想的六角氮化硼薄膜。

对基于KTA (KTiOAsO4, 砷酸钛氧钾)晶体的中红外2 μm光参量振荡器的输入镜膜层损伤现象进行了初步分析及对比实验研究, 表明薄膜缺陷导致的热效应是造成输入镜膜层损伤、抗损伤阈值低的主要原因, 同时发现由于腔镜失调等原因造成的腔内残余1.06 μm激光是造成膜层损伤的主要来源, 这些结果对改进光参量振荡器系统设计、进一步提高2 μm激光输出能量具有一定的指导作用。

根据Mie散射理论, 给出了金属粒子的散射、消光和吸收截面以及散射场强度的计算公式, 并数值计算了在λ=r=1 μm时, 金属Au粒子在五种不同的基质中的散射截面和散射光强, 结果表明基质折射率越大散射特性越强。

我们合成了一类多苯基取代的烯丙基锗烷类化合物, 并测量了这三种化合物的拉曼光谱和红外光谱。经光谱分析, 指认了主要波数所对应的分子振动。在这三种化合物的拉曼光谱中, Ge-Ph均在1000 cm-1附近出现非常强的振动峰; 烯丙基中的C=C键在1615 cm-1和1595 cm-1附近出现强的振动峰; 在1585 cm-1附近出现芳香环的多重振动峰; 在3050 cm-1(m)、1025 cm-1(m)、615 cm-1(m)附近出现芳香环的C-H伸缩振动, C-H面内弯曲振动和C-H面外弯曲振动峰; 与饱和碳原子相连接的Ge-C振动峰分别出现在595 cm-1、592 cm-1和597 cm-1。在红外光谱中, 这类化合物的Ge-C振动和饱和Ge-C振动较为明显, 分别出现在1090 cm-1(s)附近和625 cm-1～577 cm-1(w)之间。

本文通过实验测量了胞嘧啶的常规拉曼光谱, 有四个弱拉曼峰在以前胞嘧啶的常规拉曼光谱中未检测到。采用密度泛函(Density Function Theory)B3LYP/6-31+G(d,p)计算了胞嘧啶分子的拉曼光谱。结合理论计算结果对实验拉曼光谱振动模式进行了指认, 并对其中几个拉曼峰非常弱的原因进行了分析。

利用同步辐射X射线荧光成像方法(SXRF)检测了二件不同地区的脊椎头恐龙化石, 在每件化石截面上的二个不同区域分别获取了8种元素的分布图及其荧光光谱。在两件样品靠外层的骨密质部位, 发现有较密集的稀土元素Y(钇)。在姜驿恐龙化石中Y的富集, 来自于化石的成岩过程, 在元素分布图中与稀土元素Y共生的含Ca化合物是氟磷酸钙。武定田心恐龙脊椎头化石中, 在稀土元素钇的富集的区域, 其它元素包括Ca的含量均特别少。此种稀土元素的富集可能是由于化石中含有分解不完全的有机物的吸附所致。在姜驿恐龙脊椎头化石中, 微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物; As、Sr、Y元素集中分布在化石的外边缘处, 也是三者共生。在田心恐龙脊椎头化石中, 微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物, Sr、Y元素共生, Cu元素的分布相对集中。研究表明, 恐龙化石中矿物的元素含量及其分布与骨骼所属的部位无关, 只与源地有关。恐龙化石中稀土钇富集的地方, 呈现白色。 同步辐射X射线荧光探测法, 能原位、快速、无损地检测出化石样品各种元素的荧光光谱, 给出恐龙化石元素分布的二维信息, 对于分析恐龙化石所蕴含的侏罗纪时期的古地质特征和古生物信息, 给出了重要的依据。

本文用显微拉曼谱仪在波长为785 nm的激光激发下, 对Y2O3: Eu陶瓷在温度83-473 K间进行了系统的变温拉曼实验研究。实验发现Y2O3: Eu的一些振动模在低温下没有出现, 只有当温度达到一定值之后才可以被观察到, 分析表明这是由于温度变化引起的简并振动模式分裂。此外, Y2O3: Eu的拉曼峰位、半高全峰宽(FWHM)也是温度的非线性函数, 且不同的拉曼峰遵循不同的函数关系, 本文分析这是由于晶格的各向异性导致的。

文章用理论计算(DFT,密度泛函理论)和实验两种方法得到了对乙酰氨基酚的拉曼光谱(NRS)和红外光谱(IRS)。得到的理论值和实验值的基本符合。通过对其对比分析, 再结合相关文献, 对其拉曼光谱和红外光谱振动模式的归属分别进行了指认。

甲磺酸多拉司琼是5-羟色胺受体拮抗剂药物, 属于肿瘤化放治疗的辅助药物, 本文采用傅里叶变换红外光谱仪和激光拉曼光谱仪进行光谱检测, 对甲磺酸多拉司琼的拉曼光谱与红外光谱的差异进行分析, 对其分子振动光谱与结构特征相关进行分析和探讨, 从而为药物合成及质量控制提供了重要的参考价值。

探测低空大气CO2浓度的同时可以探测大气风场。采用相干探测较非相干探测具有更高的信噪比, 而目前1.5 μm波长由于在人眼安全、系统设计简单廉价等方面存在一定优势, 使1.5 μm可能成为未来探测气溶胶激光雷达的主流波长。本文阐述了激光雷达相干探测大气CO2与风场的原理, 设计了1.5 μm相干探测激光雷达系统, 并对系统的信噪比进行了估算, 得出结论: 1.5 μm相干探测风场与CO2是可行的, 经过3分钟的脉冲积累, 在3km处仍具有高于10的信噪比值。