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脉冲半导体泵浦激光器

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脉冲半导体泵浦激光器相关的论坛

  • 氦氖激光器与半导体激光器的性能有何差异?

    [font=宋体]同样作为激光器,氦氖激光器稳定性比普通半导体激光器的稳定性更高,主要原因在于激光器受温度影响,激光波长会发生偏移,氦氖激光器的温度稳定度相比半导体激光器更稳定,受环境影响更小。[/font]

  • 【转帖】He-Ne激光器与半导体激光器

    半导体激光器又称激光二极管(LD),是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、功耗低,此外半导体激光器是采用低电压恒流供电方式,电源故障率低、使用安全,维修成本低等。因此应用领域日益扩大。目前,半导体激光器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域过去常用的其他激光器,已逐渐为半导体激光器所取代。它的应用领域包括光存储、激光打印、激光照排、激光测距、条码扫描、工业探测、测试测量仪器、激光显示、医疗仪器、军事、安防、野外探测、建筑类扫平及标线类仪器、激光水平尺及各种标线定位等。以前半导体激光器的缺点是激光性能受温度影响大,光束的发散角较大(一般在几度到20度之间),所以在方向性、单色性和相干性等方面较差.但随着科学技术的迅速发展,目前半导体激光器的的性能已经达到很高的水平,而且光束质量也有了很大的提高.以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21 世纪的信息社会中将取得更大的进展,发挥更大的作用。 在气体激光器中,最常见的是氦氖激光器。1960年在美国贝尔实验室里由伊朗物理学家贾万制成的。由于氦氖激光器发出的光束方向性和单色性好,光束发散角小,可以连续工作,所以这种激光器的应用领域也很广泛,是应用领域最多的激光器之一,主要用在全息照相的精密测量、准直定位上。He-Ne激光器的缺点是体积大,启动和运行电压高,电源复杂,维修成本高。

  • 半导体激光器的优点和缺点

    半导体激光器又称激光二极管(LaserDiode,LD),是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。半导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低。此外,半导体激光器采用低电压恒流供电方式,电源故障率低、使用安全,维修成本低。目前,半导体激光器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域,过去常用的其他激光器,已逐渐被半导体激光器所取代。此外,半导体激光器品种繁多,既有波长较长的红外、红光,也有波长较短的绿光、蓝光,可以利用这些优势拓展激光粒度仪的测量范围, 提高测量精度。早期的半导体激光器激光性能受温度影响大,光束的发散角也大( 一般在几度到 20 度之间 ),所以在方向性、单色性和相干性等方面的性能并不理想。但随着科学技术的迅速发展,目前半导体激光器的的性能已经达到很高水平,光束质量也有了很大提高,因此世界上大多数品牌的激光粒度仪都使用半导体激光器做为光源,半导体激光器用作激光粒度仪的光源时,在控制电路上须采取恒流和恒温措施,以保证输出功率的稳定。

  • 半导体激光器的优点和缺点有哪些?

    [font=&]半导体激光器又称激光二极管(LaserDiode,LD),是二十世纪八十年代半导体物理发展[/font][font=&]的最新成果之一。[/font][font=&]半导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低。此外,半导体激[/font][font=&]光器采用低电压恒流供电方式,电源故障率低、使用安全,维修成本低。目前,半导体激光[/font][font=&]器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域,过去常用的其他激光器,已逐渐被[/font][font=&]半导体激光器所取代。此外,半导体激光器品种繁多,既有波长较长的红外、红光,也有波[/font][font=&]长较短的绿光、蓝光,可以利用这些优势拓展激光粒度仪的测量范围, 提高测量精度。[/font][font=&]早期的半导体激光器激光性能受温度影响大,光束的发散角也大( 一般在几度到 20 度之[/font][font=&]间 ),所以在方向性、单色性和相干性等方面的性能并不理想。但随着科学技术的迅速发展,[/font][font=&]目前半导体激光器的的性能已经达到很高水平,光束质量也有了很大提高,因此世界上大多[/font][font=&]数品牌的激光粒度仪都使用半导体激光器做为光源,半导体激光器用作激光粒度仪的光源时,[/font][font=&]在控制电路上须采取恒流和恒温措施,以保证输出功率的稳定。[/font]

  • 半导体激光器自动温度控制设备配件故障解决办法

    半导体激光器自动温度控制中配件比较多,不同的配件在运行中如果使用不当的话,就会造成半导体激光器自动温度控制配件故障,如果发生故障,改怎么解决呢?  半导体激光器自动温度控制压缩机结霜,可能是循环水流通或阀未打开,检查水阀,所有管路,保证畅通,加装短路管道。可能是循环水管道配置过小,加大循环水管直径,保证水循环正常。  半导体激光器自动温度控制循环水箱内结冰可能是设定温度过低更正设定值;可能水箱内水无循环水,在冷冻水出口和进口之间短接一条循环水路;可能是温控表失控,更换温控表 高压故障 散热不良,散热器过脏,清洗散热器 能风不好,改善通风条件 散热风机不工作,检查风机马达是否烧坏短路维修或更换电机马达;高压擎损坏,更换高压擎; 制冷不良,冷媒不足或管道漏媒,补充冷媒或检漏后补焊,抽真空再补充冷媒 散热不良,散热器过脏、散热水阀门未打开或打开太小,将散热器清理干净,将阀门全开。  半导体激光器自动温度控制水泵故障可能是半导体激光器自动温度控制水泵电机线圈短,断路,修理电机线圈或更换电机,如果是水泵过载保护器自动跳开,将保护器的电流限数在允许的范围内适当调高半按下复位键。  半导体激光器自动温度控制温按表温度显示数字上下跳动可能是温控表损坏,修理或更换温控表,可能是感温线接触不良,修理或更换感温线,可能是感温线及测温体有污,将测温体擦干净。  半导体激光器自动温度控制压缩机故障可能是压缩机线圈短,断路,更换匹配的压缩机,压缩机过载保护器自动跳开,将保护器的电流限数在允许的范围内适当调高并按下复位键。  半导体激光器自动温度控制的配件要想避免一些故障的话,建议平时多多保养半导体激光器自动温度控制的有关说明,做好保养工作。

  • 【我们不一YOUNG】+可调谐半导体激光器吸收光谱监测气体技术应用

    可调谐半导体激光器吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)技术简称 TDLAS 技术,该技术是根据气体选择吸收理论为基础,即不同的气体只对特定波长范围内的光进行吸收,利用可调谐半导体激光器可以输出窄带激光的特点,波长可以通过电流和温度控制调谐的特点,将激光器输出波长控制在待测气体吸收波长附近扫描输出。这样在激光透射气体前后会产生光强差,只需测得这个光强差即可获得气体浓度信息。这种技术可以实现对甲烷气体的在线实时测量,并且由于每种气体的吸收波长峰值不同,因此在检测单一气体浓度时不容易被其他气体干扰,灵敏度较高,分辨率较高,并且由于近年来半导体激光器的发展,可做到检测装置的小型化,为该技术在实际生产生活中的应用提供了便利条件,有相当广阔的发展应用前景。

  • 【分享】科学前沿--宽禁带氮化物面发射半导体激光器研究获重大突破

    863计划新材料领域“蓝绿色垂直腔面发射半导体激光器”课题近日取得重大突破,在我国(除台湾地区外)首次实现了室温光泵条件下氮化物面发射激光器(VCSEL)的受激发射,所得器件重要性能指标超过了国际报道的最好水平。这标志着我国氮化物面发射激光器研究已进入世界先进行列。该成果由厦门大学、中国科学院半导体研究所和厦门三安电子有限公司组成的合作研究团队,经过将近一年的艰苦研发,攻克高质量增益区材料的生长、高反射介质膜分布布拉格反射镜的制作和蓝宝石衬底剥离等关键技术难题后得以实现。所使用的增益区是研究团队自主设计的由纳米级尺寸氮化物量子阱材料构成的新型特殊结构,利用该结构容易获得光场波峰与增益区峰值高的匹配因子,使激射阈值降低了一个量级。激光剥离后氮化物材料的表面平整度小于几个纳米,可以直接沉积反射镜,免除了减薄抛光工艺,简化了制作过程。该研究得到激射峰值波长449.5纳米,激射阈值6.5毫焦/平方厘米,半高宽小于0.1纳米。以上结果在国际上处于前沿先进水平。氮化物面发射激光器在激光显示、激光照明、激光高密度存储、激光打印,水下通信等方面有着广阔的应用前景。该成果为进一步研制实用化氮化物面发射激光器奠定了重要的基础。来源:科技部

  • 长春光机所在低发散角半导体激光器芯片技术上获得突破

    2W,斜率效率0.531W/A,快、慢轴发散角被降低到7.5o和7.2o,出光光斑近圆形 (如图2)。 该类器件结构不仅可以用于量子阱激光器,还可以拓展到不同波长、不同增益介质的半导体激光器,如量子点、量子级联激光器等,这可以从芯片结构角度彻底改变半导体激光器发散角大而不对称的缺点。该器件核心结构已经申请国家发明专利4项,目前,研究人员正在抓紧时间优化工艺,进一步提高器件的性能,努力实现实用化。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201211/W020121102346159410465.png图1. (a)半导体激光器结构示意图及典型远场图,(b)布拉格反射波导激光器结构示意图。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201211/W020121102346159426694.png 图2. (a)808nm 布拉格反射波导激光器L-I-V特性,内插图为激射谱,(b) 3A工作电流下的远场发散角,内插图为测量的二维远场光斑图。

  • 【讨论】谈半导体激光打标机寿命问题

    有关于半导体激光打标机寿命的问题,具体都没有明确的时间。如果是打单个的你说的那样的图案,如雾灯。半导体激光打标机寿命在1年半到2年半之间,与激光机的整体品质及使用与维护有关,打标一个汽车按键,打文字需要1--6秒之间, 打标的图案2-18秒,与图案填充密度有关。激光打标机里面的一个激光模块,理想使用寿命是1W小时(此数据是由激光器生产厂家提供),按照每天正常上班时间的话基本可以用个3 4年,至于半导体激光打标机其他部件都是电子器件集成,使用寿命视你具体使用情况而定,电子器件都会随时间及你的使用慢慢老化!如果设备保养好的话也许用个上10多年都没什么问题。至于激光打标机寿命有多长,取决于个人保养。

  • 【求助】请问:可不可以用激光脉冲做光源,获取拉曼图谱?

    现在用的是连续激光,做为光源,激发样品。可以观测到,拉曼谱线中,两个比较强的拉曼峰。但是,其余几个较弱的拉曼峰,则完全被荧光湮灭。我考虑用大功率脉冲激光器做光源,进行外触发收集拉曼光。这样,积分时间设置得很短,同时激光脉冲的峰值功率很高,应该可以消灭荧光。不知道这样做,对不对?如果这样可以,请大家告诉我具体做法,需要注意事项。请大家指教。谢谢。

  • 【讨论】激光粒度仪谁家的激光器最好?

    我觉得是法国Cilas的,他们用的是半导体激光器。这个公司主要的业务还是激光器这块嘛,在全世界范围来说生产的激光器都是数一数二的。马尔文,贝克曼这些公司都是买了人家的。

  • 【求助】关于质谱仪上,激光器的问题

    大家看看我贴的图片1 这个图片中的激光器的参数该怎么翻译?2 脉冲能量稳定性:2%,是什么意义?3 beam divergence(V×H)这个翻译为激光发散角,为什么值是:0.5×0.3mrad?4 有谁知道ABI的激光器用的什么牌子的?5 激光器的衰减参数是多少?

  • 美制造迄今最大激光脉冲:500万亿瓦特功率

    2012年07月18日 08:08 新浪科技微博http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718075512.jpg  未来能源?美国国家点火装置负责人摩西表示:“它正全面运作。科学家在清洁聚变能源的探索上迈出重要一步。”http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718075533.jpg  这个脉冲只持续230亿分之一秒。这个激光阵列不是朝着一个目标发射的。但2年内,科学家将朝着一个1毫米氢球发射这192束激光。http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718075553.jpg  一位艺术家的构想图展示了美国国家点火装置“点燃”192束激光阵列时产生的反应。本月制造的这个脉冲并非针对一个目标,但科学家最后会在一个1毫米氢球中用这些激光引发一个聚变反应。http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080555.jpg  一名工作人员正在检查加利福尼亚州的美国国家点火装置的设备。美国国家点火装置的目标是成为首个用聚变反应实现“得失相当”目标的设施,从而产生比这些激光所消耗的还要多的能量。http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080614.jpg这个巨大高能设施将在接下来2年内尝试激光聚变。这项技术被看作清洁能源的“圣杯”。http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080633.jpg美国国家点火装置的设备:3月15日的结果表明,科学家距“聚变点火”的目标又近了一步。http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080654.jpg这些激光只持续230亿分之一秒,产生的能量却比整个美国在任何特定时间所用的电量多1000多倍。  新浪科技讯 北京时间7月18日消息,据国外媒体报道,位于加利福尼亚州、体育场大小的美国国家点火装置本月制造出人类历史上能量最大的激光脉冲。7月5日,192束激光融合成一个紫外线激光脉冲,产生500万亿瓦特峰值功率,这比美国在任何特定时刻内使用的总电量还要高1000多倍。  对旨在用类似于发生在氢弹中的核聚变反应产生巨大能量的“聚变”设备来说,这个脉冲的产生具有重大历史意义。美国国家点火装置负责人爱德华-摩西表示:“它正全面运作。科学家在清洁聚变能源的探索上迈出了重要一步。”  麻省理工学院高级研究科学家理查德-帕特拉索表示:“这个500万亿瓦功率的激光脉冲是美国国家点火装置研究小组的非凡成就----在实验中创造出迄今为止只出现于恒星内部深处的史无前例的聚变反应。对美国和世界各地像我们一样在极端条件下不懈追求基础科学和实验室聚变点火目标的科学家来说,这是一个非同寻常、令人兴奋的成就。”  加利福尼亚大学伯克利分校天文学、地球与行星学教授雷蒙德-简罗茨表示:“美国国家点火装置成功制造出500万亿瓦功率、具有里程碑意义的激光脉冲,这是世界上经过最严格的控制产生的能量最大的激光。”  这个脉冲只持续了230亿分之一秒。这个激光阵列并未朝着目标物发射,但2年内,科学家将朝着一个1毫米氢球发射这192束激光。美国国家点火装置的科学家希望它将来点燃聚变反应堆的聚变,从而释放出比这些激光所输入的能量还要多的能量。  受控的核聚变可以生成一种从50年代以来科学家一种试图制造出来的清洁能源,但在氢弹中核聚变是不受控制的。由于激光脉冲的持续时间极其短暂,所以所需总能量并不像听起来的那么多,它们被储存在美国国家点火装置电池一样的巨大容器中。 美国国家点火装置负责人摩西表示:“该事件在国家点火计划对聚变点火的探索中是个重要里程碑。国家点火装置用单个激光束进行过许多次类似的能量生成示范,但用192束激光在这个音障上进行操作还是头一次。”点火将成为一种释放出远超过“得失相当点”的巨大能量的自持反应。  美国国家点火装置试用了超重氢和在“重水”中发现的氢同位素重氢的小球,通过激光器把这些小球压缩到起初尺寸的数百分之一大。这个反应把这些原子融合成氮原子,释放出移动迅速、名为中子的亚原子粒子,这可能用于给水加热和为蒸汽轮机提供动力。  但聚变并非没有争议。美国国家点火装置还参与了美国的武器研发计划。这个聚变过程还被用于氢弹中。美国国家点火装置在这个国家的“库存维护与管理计划”中扮演着重要角色,以确保核军火库发挥它应有的作用。绿色和平组织等环境机构认为应把聚变研究的经费转移到研发风力和波浪发电等技术上来。(孝文)

  • 激光诱导荧光光谱的构建:弱荧光半导体性能初探

    激光诱导荧光光谱的构建:弱荧光半导体性能初探

    [align=center][b][font=黑体]激光诱导荧光光谱的构建:弱荧光半导体性能初探[/font][/b][/align][align=center][font=宋体]魏[/font][font=宋体]巍[/font], [font=宋体]朱倩倩,李莉,李军,李艳肖[/font][/align][align=center][font=宋体]江苏大学[/font][font=宋体]分析测试中心[/font], [font=宋体]江苏[/font] [font=宋体]镇江[/font] 212013[/align][b][font=黑体]摘[/font][font=黑体]要[/font]: [/b][font=宋体]通过激光诱导荧光光谱测试模块的搭建,利用激光诱导荧光光谱对氧化钛、多氧酸盐等半导体固体材料的稳态荧光测试手段,通过多组分调控稳态荧光强度,发现光催化材料的协同作用影响荧光强度,为新型光催化材料体系筛选提供理论指导。将检测模块扩大到物理、化学、生物、医药和材料科学等研究领域。作为学校公共服务平台,支撑了学校的物理、化学、材料、环境等学科的发展。[/font][b][font=黑体]关键词[/font]: [/b][font=宋体]激光诱导荧光;弱荧光[/font][font=宋体];荧光光谱;测试[/font][align=center][b]Construction of laser induced fluorescence spectrum module:Study on properties of weak fluorescence semiconductor[/b][/align][align=center] WEI Wei, ZHU Qian-qian, LI Li, LIJun, LI Yan-xiao[/align][align=center]Analysis &Testing Center, Jiangsu University,Zhenjiang 212013, China[/align][b]Abstract:[/b]Through the construction oflaser-induced fluorescence spectroscopy test module, laser induced fluorescencespectroscopy was used to test steady-state fluorescence of semiconductor solidmaterials such as titanium oxide and polyoxate. Through multi-componentregulation of steady-state fluorescence intensity, it was found that thesynergistic effect of photocatalytic materials affects the fluorescenceintensity, providing theoretical guidance for the screening of newphotocatalytic material systems. The detection module will be expanded to theresearch areas of physics, chemistry, biology, medicine and materials science.As a public service platform for the school, it supports the development ofphysics, chemistry, materials, environment and other disciplines of the school.[b]Key words:[/b] Laser inducedfluorescence Weak fluorescence Fluorescence spectrum test[font=宋体]众所周知,荧光光谱([/font]Photoluminescence Spectroscopy[font=宋体])是研究材料的电子结构和光学性能的有效方法,特别是对于一些缺陷的判断,并且能获得光生载流子的迁移、捕获和复合等信息。分析测试中心的稳态瞬态荧光测量系统中的稳态荧光模块由激发光源、单色器、试样池、光检测器及读数装置等部件组成。采用的激发光源为[/font]75W[font=宋体]的氙灯。该灯通常具有较宽的连续输出波长范围,在稳态荧光光谱仪上的应用最多,通常对于分子荧光检测以及光致发光材料的检测都具有较好的信号,系统信噪比一般为[/font]6000:1[font=宋体],最高可达[/font]10000:1[font=宋体],采样频率:[/font]50000[font=宋体]点[/font]/[font=宋体]秒~[/font]1[font=宋体]点[/font]/100[font=宋体]秒,波长范围从紫外到近红外[/font]185 [font=宋体]~[/font] 1700nm[font=宋体],样品所处的环境温度可调变温条件下荧光测量[/font]77[font=宋体]~[/font] 320K[font=宋体]。在稳态光谱测量中,通过使用光子计数技术,提供最高的微弱信号检出能力,可对荧光物质进行定性检测和定量分析。但是对于荧光信号较弱的半导体固体材料,由于弧光灯光源经单色器分光后,其光强较弱相应发射谱信号也较弱,这时[b][u]很难探测到半导体固体材料的微弱荧光信号[/u][/b]。[/font][font=宋体]光催化材料作为当今国际材料研究领域中的重大科学前沿存在亟待解决的诸多问题,如:由于缺少光催化材料设计理论,认识不足,导致高效光催化材料开发研究进展缓慢。在光催化及光伏材料研究中,对于光诱导电荷分离及其迁移过程的深入认识是一个非常关键的科学问题。通过研究半导体光催化材料的荧光衰减动力学信息,对于理解纳米尺度电荷及能量的传输过程都异常重要。[/font][b] 1[font=宋体]研究背景[/font]1.1[font=黑体]选题背景[/font][/b][font=宋体]江苏大学分析测试中心于[/font]2009[font=宋体]年[/font]12[font=宋体]月购置美国[/font]Photon Technology International[font=宋体]公司(现被日本[/font]HORIBA[font=宋体]公司收购,致力于高性能荧光光谱测量技术和系统的研发与生产)所生产的高级稳态瞬态荧光测量系统(英文名称:[/font]QuantaMaster & TimeMasterSpectrofluorometer[font=宋体],产品型号:[/font]QuantaMaster[sup]TM[/sup]40[font=宋体])。该系统是一套高性能荧光光谱测量系统,用于测试材料的激发发射光谱、磷光[/font]/[font=宋体]荧光寿命、量子化产率、变温及显微荧光测试。主要应用于物理、化学、生物、医药和材料科学等研究领域荧光性能测试。作为学校公共服务平台,该测试系统服务江苏大学相关研究团队的光催化剂的荧光性能分析和评价,近[/font]3[font=宋体]年([/font]2015[font=宋体]年至[/font]2018[font=宋体]年)支撑学校光催化领域发表[/font]SCI[font=宋体]论文[/font]303[font=宋体]篇,含[/font]16[font=宋体]篇高被引论文,总被引频次达[/font]3579[font=宋体],在[/font]web of science[font=宋体]中以“[/font]photocatalyst”[font=宋体](光催化)关键词检索,江苏大学位列全球发文量排名第二位,促使江苏大学在国际光催化领域的发展,支撑了学校的物理、化学、材料、环境等学科的发展(工程学、材料科学、化学、农业科学进入[/font]ESI[font=宋体]排名全球前[/font]1%[font=宋体]),为荧光光谱在若干新型光催化材料设计中的应用提供了重要的理论基础和工艺参数,达到国内领先水平。[/font][font=宋体]与此同时,光催化材料作为当今国际材料研究领域中的重大科学前沿存在亟待解决的诸多问题,如:由于缺少光催化材料设计理论,认识不足,导致高效光催化材料开发研究进展缓慢。在光催化及光伏材料研究中,对于光诱导电荷分离及其迁移过程的深入认识是一个非常关键的科学问题。通过研究半导体光催化材料的荧光衰减动力学信息,对于理解纳米尺度电荷及能量的传输过程都异常重要。伴随着校内样品体系的多样性和测试要求的可选性,运行近十年的稳态瞬态荧光测量系统面临着前所未有的升级挑战。[/font][b]1.2[font=黑体]拟改进的问题[/font][font=宋体]如何探测半导体固体材料的微弱荧光信号[/font][/b][font=宋体]由荧光的发光原理可知,分子荧光光谱与激发光源的波长无关,只与荧光物质本身的能级结构有关,所以,可以根据荧光谱线对荧光物质进行定性分析鉴别。照射光越强,被激发到激发态的分子数越多,因而产生的荧光强度越强,测量时灵敏度越高。一般由激光诱导荧光测量物质的信号比由一般光源诱导荧光所测的灵敏度提高[/font]2~10[font=宋体]倍。利用激光光源强度大,单色性好的特点,可以大大提高荧光测定的灵敏度和检测限,以激光为光源的荧光检测技术被称为[b][u]激光诱导荧光光谱([/u][/b][/font][b][u]Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy, LIF[font=宋体]谱)[/font][/u][font=宋体]。[/font][/b][font=宋体]激光诱导荧光光谱(图[/font]2[font=宋体]为核心部件)可用于测量原子与分子的浓度、能态布居数分布、探测分子内的能量传递过程等方面。[/font][font=宋体]激光诱导荧光光谱仪器组成:与普通的荧光检测器一样,激光诱导荧光检测器主要由光源、光学系统、检测池和光检测元件组成,两者最重要的区别是[b][u]激光诱导荧光检测器的光源是激光器[/u][/b]。[/font][font=宋体]核心激光器:激光器是激光诱导荧光检测器的重要组成部分,用脉冲激光为光源,采用时间分辨技术可消除瑞利散射光(半径比光或其他电磁辐射的波长小很多的微小颗粒对入射光束的散射)和拉曼散射光(光波在被散射后频率发生变化)对测定的干扰,同时增加被测成分之间测定的选择性。以上这些特性使激光诱导荧光检测器的信噪比大大增强,显示出最高的灵敏度和较好的选择性。[/font][b]1.3[font=黑体]拟采取的方法[/font][/b][font=宋体]现有的高级稳态瞬态荧光测量系统为多重模块(光源模块、样品室模块、检测器模块)组成,主机光路系统:[/font]X-[font=宋体]型结构(图[/font]1,2[font=宋体]),极易拆卸装载新模块,在改造方面具有独特的优势。搭建以激光为光源的荧光检测技术被称为激光诱导荧光光谱。从仪器各模块的布局来判定,目前稳态瞬态荧光测量系统已拥有样品室、检测器等模块,缺少的是激光器,将购置的新型激光器作为配件装载至测试系统,通过调整光路。采用对应的长通滤光片可实现激光诱导荧光光谱的测试。但是由于激光光源波长单一,因此实际测试中需选取合适的激发波长进行相应的检测。选择合适的波长以应对测试需求。[/font][align=center][img=,690,259]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310101625013372_3443_5248244_3.png!w690x259.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]1. [font=宋体]主机光路系统及光源模块[/font][/b][/align][align=center][img=,690,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310101625122837_8467_5248244_3.png!w690x255.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]2. [font=宋体]样品室模块和检测器模块[/font][/b][/align][b] 2 [/b][font=宋体]结果与分析[/font][b]2.1 [font=宋体]设计思路[/font][/b][align=center][img=,645,267]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310101625230462_867_5248244_3.png!w645x267.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]3 [font=宋体]激光诱导荧光光谱测试模块[/font](a)[font=宋体]搭建前[/font] (b)[font=宋体]搭建后[/font][/b][/align][font=宋体]伴随着校内样品体系的多样性和测试要求的可选性,运行近十年的稳态瞬态荧光测量系统面临着前所未有的升级挑战。改进的问题:如何探测半导体固体材料的微弱荧光信号作为主要研究问题。借助江苏大学自制实验仪器设备项目([/font][b]ZZYQSB201910[/b][font=宋体])的资助下[/font][font=宋体],明确激光诱导荧光光谱模块所需激光器的测试要求,利用所购置的配件(样品架,激光光源,载样台等),完成原测试系统的拆卸和搭建。对现有高级稳态瞬态荧光测量系统的样品室模块组成(图[/font]3 (a)[font=宋体]),进行样品室搭建(图[/font]3 (b)[font=宋体]),对小功率光纤耦合激光器的波长进行筛选以应对测试需求,申请发明专利:一种含外接激光光源的高级稳态荧光光谱仪[/font]([font=宋体]发明专利号:[/font]202110297550.4) [font=宋体],利用激光光路搭建以激光为光源的荧光检测技术被称为激光诱导荧光光谱([/font]Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy, LIF[font=宋体]谱)。[/font][align=center][img=,534,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310101625329704_3414_5248244_3.png!w534x296.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]4 [font=宋体]激光诱导荧光光谱调制模块及测试数据[/font][/b][/align][font=宋体]搭建的激光诱导荧光光谱,可用于测量原子与分子的浓度、能态布居数分布、探测分子内的能量传递过程等方面。对于荧光信号较弱的半导体固体材料,采用激光诱导方式,持续激光光源经单色器分光后,其光强较弱相应发射谱信号也相对增强,通过调节激光调制器(图[/font]4[font=宋体]左所示)探测到半导体固体材料的微弱荧光信号,如图[/font]4[font=宋体]右,测量到三氧化钨,氧化铋及其二者复合材料的荧光信号。[/font][b][font=宋体]代表性案例[/font][/b][font=宋体]:([/font][b][i]ChineseJournal of Catalysis[/i][/b], 2021, 42(1), 87-96.[font=宋体])[/font][align=center][img=,690,306]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310101625433210_7114_5248244_3.png!w690x306.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]5[font=宋体]激光诱导荧光光谱测试模块的应用案例[/font][/b][/align][font=宋体]图[/font]5[font=宋体]左显示了[/font]Zn[sub]0.1[/sub]Cd[sub]0.9[/sub]S [font=宋体]和[/font] 25% MO-ZnCdS[font=宋体]的稳态荧光光谱,可以清晰的看到[/font] 25% MO-ZnCdS[font=宋体]具有更低的荧光强度,说明[/font]25% MO-ZnCdS [font=宋体]在光照激发下产生的光生电子[/font]-[font=宋体]空穴对更不容易发生复合猝灭,而光生电子[/font]-[font=宋体]空穴对的快速复合是限制材料光催化活性的重要因素。[/font]Zn[sub]0.1[/sub]Cd[sub]0.9[/sub]S [font=宋体]和[/font]25% MO-ZnCdS [font=宋体]的时间分辨荧光衰减光谱被呈现在了图[/font]5[font=宋体]右,[/font]Zn[sub]0.1[/sub]Cd[sub]0.9[/sub]S [font=宋体]的平均荧光寿命为[/font] 2.76 ns[font=宋体],[/font]25% MO-ZnCdS [font=宋体]的平均荧光寿命为[/font] 2.76 ns[font=宋体]。[/font]25% MO-ZnCdS [font=宋体]具有更低的平均荧光寿命,说明其光生载流子更容易分离和转移到催化剂的表面。以上结果证明了,[/font]Zn[sub]0.1[/sub]Cd[sub]0.9[/sub]S [font=宋体]在与[/font] MoO[sub]3-x[/sub] [font=宋体]复合形成[/font] 1D/2D Zn[sub]0.1[/sub]Cd[sub]0.9[/sub]S/MoO[sub]3?x[/sub][font=宋体]复合光催化剂后,光生电荷的分离和迁移效率提高了,而光生电子[/font]-[font=宋体]空穴对的复合猝灭被抑制了。这可能是由于一维的[/font] Zn[sub]0.1[/sub]Cd[sub]0.9[/sub]S[font=宋体]与二维的[/font] MoO[sub]3?x [/sub][font=宋体]纳米片之间形成了紧密的界面接触,二者之间形成了异质结构,在两相界面处产生了内建电场,这会促进光生载流子的分离和转移。[/font][b]3[font=宋体]结[/font][font=宋体]论[/font][/b][font=宋体]搭建的激光诱导荧光光谱测试模块,对于荧光信号较弱的半导体固体材料,采用激光诱导方式,持续激光光源经单色器分光后,其光强较弱相应发射谱信号也相对增强,通过调节激光调制器探测到半导体固体材料的微弱荧光信号,筛选激光器以达到探测半导体固体材料的荧光信号。将新功能应用更好地应用于物理、化学、医药和材料科学等研究领域,以满足日益增长的科研测试需求,从而进一步反馈学校科研项目的发展和高质量科技成果的产出,系统的研制将对我国在激光诱导荧光光谱测量方面取得重要进展。[/font][b][font=宋体]参考文献:[/font][/b][1][font=宋体]朱倩倩[/font], [font=宋体]李艳肖[/font],[font=宋体]魏巍;一种含外接激光光源的高级稳态荧光光谱仪。申请发明专利号:[/font]202110297550.4[font=宋体]。[/font][2]Peng, J., Shen, J., Yu, X., Tang, H., Liu, Q. (2021). Construction ofLSPR-enhanced 0D/2D CdS/MoO[sub]3?x[/sub] S-scheme heterojunctions forvisible-light-driven photocatalytic H[sub]2 [/sub]evolution. [b][i]ChineseJournal of Catalysis[/i][/b], 42(1), 87-96.[3]Li, L., She, X., Yi, J., Pan, L., Xia, K., Wei, W., Li, H. (2019). IntegratingCoO[sub]x [/sub]cocatalyst on hexagonal α-Fe[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub] foreffective photocatalytic oxygen evolution. [b][i]Applied Surface Science[/i][/b], 469,933-940.[hr/]

  • 世界最快激光脉冲定格超速运行电子原子(图)

    2012年10月22日 07:10 新浪科技微博 http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/1022/U7917P2DT20121022070621.jpg世界最快激光脉冲定格超速运行电子原子http://i3.sinaimg.cn/IT/2012/1022/U7917P2DT20121022070632.jpg世界最快激光脉冲定格超速运行电子原子  新浪科技讯 北京时间10月22日消息,据物理学家组织网报道,世界最快的激光脉冲能够定格正在超速运行的电子和原子,美国亚利桑那大学的物理学家利用这种脉冲已经捕捉到分子分裂、电子从原子里逃逸出来的动态画面。他们的研究有助于我们更好地了解分子过程,并最终在很多可能的应用中控制它们。  1878年,当时的一系列照片立刻解决了一个长期存在的谜题:是不是正在飞奔的马始终都有一部分身体接触到地面?结果证明不是。爱德华-穆布里奇在赛马跑道旁拍摄的这一系列图片,标志着高速摄影时代的开始。大约134年后,亚利桑那大学物理学系的研究人员解决了一个类似的谜题,这次是一个超速运行的氧分子取代了马,超快、高能激光脉冲取代了穆布里奇的感光乳剂板。阿尔文-桑德胡及其科研组利用持续时间仅为0.0000000000000002秒的极端紫外线光脉冲,设法定格氧分子在很短时间内被高能击中后产生的超速动作。由于科学家正在试着从电子级别更好地了解量子过程,甚至最终控制这一过程,设计出新的光源,组合出新分子,或者是设计出新型超速电子元件,以及无数其他可能的发明,因此观察原子和分子里发生的极短事件变得越来越重要。  虽然桑德胡的科研组在产生世界最短光脉冲方面,并不是世界纪录保持者,但他们是最先把这些当做工具,用来解决很多悬而未决的科学问题的人。该科研组的最新成果,是展示氧分子在吸收过多能量而无法保持两个原子之间的稳定性后,突然裂开的实时快照系列。该研究成果发表在《物理评论快报》上。揭开这么短时间内的分子过程,有助于科学家更好地了解地球大气层里的臭氧形成和被摧毁背后的微观动态。桑德胡把这一原理比喻成是设法给快速飞向击球手的棒球拍照。他说:“如果我们利用常规相机,拍到的照片会非常模糊,或者棒球根本显示不出来。但是我们想很详细地研究这个球,它的表面、它的缝合线,以及在任何特定时间它的确切位置。要做到这些有两种方法。你可以制造一个拥有很快快门,能够在球做任何运动前迅速开启和关闭的相机。或者利用称之为动态镜检查(Stroboscopy)的技术,你用光照射这个棒球很短时间,并在这个时间内给它拍照。”  但是用原子或者电子取代棒球时,这种类比是不成立的。因为微观物体的运行速度非常非常快,利用机械或者电子元件根本捕捉不到它们。桑德胡称,定格原子级别的动作的唯一方法,就是利用持续时间只有几毫微微秒或者阿秒(比毫微微秒短1000倍)的光脉冲。举例说明这种光脉冲的持续时间,就是1阿秒相对于1秒,相当于1秒相对于宇宙的年龄。为了产生阿秒时长的光爆,必须发出持续时间只有毫微微秒的强烈激光脉冲。桑德胡实验室采用的毫微微秒激光脉冲释放的能量是1太瓦,相当于整个美国的电力网,只是前者持续时间非常短暂。虽然毫微微秒激光脉冲足以分辨分子运动,例如我们眼睛里的视紫红质,它们能在200毫微微秒内改变结构,对进入眼睛的光子做出响应,但是毫微微秒激光脉冲在捕捉更亮、运行速度更快的电子运动时,并不用“切开”它。  桑德胡实验室的研究生尼兰加-施瓦伦说:“我能在激光脉冲产生的强电场环境下,实时研究氦的原子结构发生了什么变化。”桑德胡科研组把这项有关阿秒电子动力学的突破性研究的成果,发表在早些时候的《物理评论快报》上。在他们的最新研究中,该科研组已经解决一个长期存在的争论,即被高能光子击中后,氧原子分裂需要1100毫微微秒。以前对这一现象的测量结果存在很大不同,最大相差100倍。这项研究的另一个创新之处,是它为测量电子摆脱超受激原子需要多长时间提供了方法。迄今为止这一过程只进行了理论模拟。桑德胡的科研组发现,这种自发电子发射发生在大约90毫微微秒内。他解释说:“我们经常假设,如果你把足够多的能量输入到一个分子里,就能迫使电子挣脱它的束缚。但是我们通过研究观察到,分子把过剩能量转移给周围的其他电子和附近的原子,试图与它们分享能量,保住它的电子,直到它突然分裂的最后一刻。”  研究生、这篇论文的第一作者亨利-提莫斯应用阿秒激光研究氧分子的动态。他说:“我们对受激分子的物理性质了解的不多,这是因为它们很难用数学方法进行模拟。你促使氧分子达到这种高能状态时,它有多种途径可以用来释放过剩能量。我们能够对每条路径进行单独分析,并分析电子脱离原子时会出现什么情况。”据桑德胡说,追踪分子、原子和电子的运动,对了解天然或人造物体的物理及化学过程非常重要。他解释说:“高能紫外线持续轰击我们的大气层,刺激它里面的分子。导致这些分子分裂成过激原子,这促使臭氧形成或分解。这些现象对了解上层大气的化学性质有分歧。能够测量最短时间段内分子内的电子和原子的动态,对我们更好地了解这些分子的基本相互作用有帮助。不过更重要的是,它将为我们提供控制或改变这些原子或分子的动态性质的方法,因为现在我们已经拥有一种光脉冲,它能对实时运动产生影响。我们不再只是在这些现象发生后,才开始研究它们之间的相互作用。事实上我们正在设法了解这种互动,并力求控制它,例如控制某一方向的化学反应。”  迄今为止产生的最短激光脉冲持续67阿秒。据桑德胡说,就连持续时间更短的“仄普托秒”激光脉冲也并非不可能产生,但是现在阿秒是人们关注的焦点。他说:“我们正在研究阿秒,是因为我们想了解比分子运动更快的过程。影响我们的生活的实际方面和我们身边的技术,都受到电子和电子运动的制约。未来我们感兴趣的问题,是很多电子彼此结合在一起,结果会出现什么情况?现在这方面的试验具有很大挑战性,理论性模拟根本不可能实现。这也是我们拥有高能和短时分辨率的原因。事实上现在我们已经能够实时查看这些过程。”(秋凌)

  • 美造出67阿秒迄今最短极紫外激光脉冲

    中国科技网讯 美国中弗罗里达大学(UCF)一个研究小组9月5日(北京时间)表示,他们造出了仅67阿秒(1阿秒=10-18秒)的极紫外激光脉冲,这是迄今为止最短的激光脉冲,之前纪录是80阿秒。该技术有望带来一种新工具,帮助科学家研究亚原子世界和迄今未知的量子力学行为。这一成果也标志着近4年来激光脉冲领域的首个重大突破。研究结果提前发表在《光学通信》网站上。 该成果的非凡意义还在于他们并没有使用特殊设备,如英里级的粒子加速器、体育场那么大的圆形同步加速器。UCF物理系教授常增虎(音译)和光学与光子学院同事们在该校弗罗里达阿秒科技(FAST)实验室,利用迄今最强激光在更小空间进行了高水平的研究。 常增虎的小组发明了一种叫做“双光栅”的技术,能将极紫外线以特殊方式切断,在尽可能最短的光脉冲内凝聚大量能量。除了生成了激光脉冲,他还制造了迄今最快的摄像机对光脉冲进行了检测。 “该研究造出了迄今最短的激光脉冲,为理解亚原子世界打开新的大门,让我们看到电子在原子、分子中的运动,跟踪化学反应过程。”UCF理学院院长、物理学家迈克尔·约翰逊说,“设想一下,现在我们可能看到量子力学过程了,这是令人震撼的。” 量子力学是研究微观物理学,尤其是微观水平的能量和物质。这一技术能帮助科学家理解构成世界的最小物质是怎样运作,还能帮助研究在特殊物理、生理过程中,如数据传输过程、治疗癌症或诊断疾病时递送标靶药物的过程中是如何利用能量的。 2001年时,科学家首次演示了阿秒级脉冲。自那时起,全世界科学家就在致力于制造这种最短脉冲激光,以往纪录是2008年德国马克斯·普朗克研究院创造的80阿秒脉冲。“自50多年前发明激光以来,人们对激光脉冲的要求越来越短。” UCF光学与光子学中心院长巴哈·萨雷说,“最新进展不仅让中弗罗里达大学跻身该领域前沿,也为人们打开了研究超快动态原子现象的新视野。”(记者毛黎 常丽君) 总编辑圈点 研究小尺度世界的运动规律,需要“超小号工具”。要干预和观察那些稍纵即逝的现象,就需要能量集中在极短时间的光脉冲。如果人们制造不出相应的光学机器,就没办法监测单个粒子,只能对粒子运动做出统计学意义上的描述;而在人们脑海中,基本粒子世界也只能是全景图,而不是精细的工笔画。美国研究小组的成果,让科学家向着观察量子尺度的运动又走近了一步。微观世界不为人知的景色,有望在极短激光的照射下现出真相。 《科技日报》(2012-09-06 一版)

  • 【分享】我国超短脉冲激光测量研究达到国际领先水平

    日前,由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题 “飞秒脉冲激光参数测量新技术研究”通过了专家验收。该课题自主研制的飞秒脉冲自相关仪和飞秒脉冲光谱相位相干仪实现了飞秒脉冲激光参数的准确测量,课题组提出的飞秒脉冲光谱相位还原方法降低了传统方法的测量不确定度,将我国飞秒脉冲激光参数的准确度提高到国际领先水平。  飞秒是时间单位,1飞秒相当于10-15秒。它有多快呢?我们知道,光速是1秒钟30万公里,而在1飞秒内,光只能走0.3微米,相当于一根头发丝的百分之一!飞秒脉冲是人类目前在实验室条件下能获得的在可见光至近红外波段的最短脉冲,它以其独具的持续时间极短、峰值功率极高、光谱宽度极宽等优点,在物理学、生物学、化学、光通讯、外科医疗、精细加工制造及超小器械制造等领域得到很广泛的应用。如何准确地测量超短脉冲信息已成为飞秒脉冲研究领域迫切需要解决的难题。

  • 德科学家让光脉冲拥有“负质量”

    该方法可用于研制速度更快的电子通讯设备科技日报 2013年10月17日 星期四 科技日报讯 (记者刘霞)据英国《新科学家》网站10月16日(北京时间)报道,德国科学家使用一些光纤环,表象上使光脉冲拥有“负质量”,让激光脉冲在其周围自我加速。科学家指出,最新研究表面似乎与牛顿第三定律不符,但只是一种假象。其重要意义在于,科研人员可藉此研制运行速度更快的电子设备和更可靠的通讯设备等。 牛顿第三定律指出,两个物体间的作用力和反作用力总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。当两球相撞时,它们会相互弹回。但如果一个球的质量为负数,当它们相遇时,会朝同一个方向加速前进。这种效应在“反向驱动器”内非常有用。“反向驱动器”是科学家们假想出来的一种设备,在其内部,正负质量相互作用,然后永远加速向前。上世纪90年代,美国航空航天局(NASA)就试图制造出这种驱动器以便为火箭发射提供更好的助推力。不过量子力学声称,物质不可能拥有负质量,即使反物质的质量也为正数。 现在,德国爱尔兰根-纽伦堡大学的乌尔夫·佩斯彻尔和同事使用“等效质量”,制造出一种“反向驱动器”。他们解释道,当光子以光速行进时,它们没有静止质量,但如果将一束光脉冲照射在晶体这样的层叠物体内,有些光子会被晶体的一层反射回来接着再被另一层反射回去,这就会让部分脉冲发生延迟,导致它同其余脉冲相互干扰,通过材料的速度因此变得更慢。 这样一来,光脉冲似乎就拥有了质量——“等效质量”。取决于光波的形状和晶体的结构,光脉冲能拥有负的等效质量。为了得到这样一种脉冲同具有正质量的脉冲相互作用,需要非常长的晶体,以便在两束脉冲展示反向推动效应之前将光吸收。 为此,佩斯彻尔在两条光纤环内制造出一系列激光脉冲。这些脉冲会在两条环之间的某个连接点“分道扬镳”,而且,光会以同样的方向在每个光纤环周围移动。关键在于一个环比另一个环稍长一点,因此,在更长环周围运动的光相对来说有点延迟。当这个脉冲被反射回并且在连接点分开时,它会同另一个环内的脉冲分享部分光子。这样几趟旅程之后,脉冲会发展出一种干涉模式,赋予脉冲负质量。 佩斯彻尔表示,半导体内的电子也可以拥有“等效质量”,因此,这些环可被用来给电子加速并提升计算机的处理能力。而且,在某些光纤内,光脉冲的速度与其波长相当,这就意味着,这种环能被用来控制光纤输出光的颜色。这种方法也有望用来增加光子通讯的带宽,帮助制造出诸如激光显示屏那样的显示设备。不过,将这种环用于实际生活中也并非易事。 总编辑圈点 在宏观世界,质量恒定不变且能对物体运动产生作用,是反映物质运动状态变化难易程度的物理量。但到了微观量子世界,运动却成了质量产生的决定因素,运动的粒子与希格斯粒子发生碰撞才产生质量。本项研究更加深刻地揭示了在微观领域运动和质量的关系,尽管“负质量”只是一种假象,但我们却可以利用这种假象来发明新的应用。将“负质量”用于实际生活确非易事,但并不是完全不可能,反向驱动器就是一种好的尝试。

  • 世界最强X射线激光器会是什么样子的?

    据国外媒体报道,美国国家加速器实验室近日利用世界上最强大的X射线激光器--直线加速器相干光源激光器再现恒星内部强大的压力与高温情形。这种激光器的激光能量迸发可超过一个小国家全年的发电总量。  在实验中,科学家将X射线聚焦于一个直径比人类头发丝还要细30倍的小点上,在1万亿分之一秒内将金属箔加热到200万摄氏度。金属在如此短的时间内被熔化,其所产生的极度高温和高压状态,通常只有在恒星内部才会出现。  英国牛津大学物理系科学家萨姆-文科博士等人参与了直线加速器相干光源激光器实验。文科博士表示,“如果我们要想了解现存恒星内部的情形以及我们太阳系内外巨型行星中心的情形,那么制造高温、高密度的物质非常重要。直线加速器相干光源激光器是一台神奇的机器,我们已经在多个科学领域取得了重大发现,如材料科学、生物学等。”  直线加速器相干光源激光器的实验成果近日发表于《自然》杂志之上。直线加速器相干光源长约2公里,可以产生密集的X射线爆发,亮度超过地球上任何光源10亿倍。在高峰时,光脉冲的能量甚至比一些小国家一年的发电总量都要多

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