1.激光光(guāng)譜技術
激光拉曼光譜技術
激光拉曼光譜是用激光作為強的單色光源研究(jiū)拉曼光譜的技術,它克(kè)服了經典拉曼光譜的弱點,使拉曼光譜(pǔ)複興起來,這種光譜(pǔ)法不僅可以提(tí)供與紅外光譜相互(hù)補充的分子光譜數據,而(ér)且還(hái)能研究紅外光譜技術無能為力的(de)許多現象和課題。 最簡(jiǎn)單的拉曼光譜如(rú)圖所示,中央是瑞利散射線,它的頻率(lǜ)為 v0 ,也就是激發光(guāng)的頻率,它(tā)的強度最(zuì)大。斯(sī)托克斯線在瑞利線的低頻一側,頻率 vs=v0+ △ v ,反(fǎn)斯托克斯(sī)線在瑞利線的高頻一側(cè),頻率為 va= v0- △ v ,反斯托克斯(sī)線(xiàn)比瑞利線強度小得多(duō),反斯托克斯線與斯托克斯線通(tōng)常稱為拉曼線, △ v 稱為拉曼頻移,這種頻移(yí)和激發線得(dé)頻(pín)率無關,而(ér)是反(fǎn)映散(sàn)射物(wù)質得特性,即物質的能級結構,因此從拉曼頻移,我們就可以鑒別散射樣品所(suǒ)包含的物質。另一方麵,拉曼光譜強度,光譜(pǔ)線輪廓則可(kě)更多反映物質分子的信息,如物質處的濃度,溫度等情況。如果進(jìn)一步分析拉曼譜的偏振特性,則可以借助它方便地了解分子(zǐ)的排列情況,如研究絲(sī)狀(zhuàng)液晶分子(zǐ)的有序性等。
激光感生熒光光譜技術
激光感生誘導(dǎo)光譜是從經典光譜技術發展起來(lái)的一種測試方法,它的應用範圍很廣(guǎng),可用於分(fèn)子能級參數的測量,分子光(guāng)譜的標(biāo)識,分子常數(shù),躍遷幾率和夫蘭克-康登因子的測量以及碰撞過程的研究。激光感生熒光光譜是指樣品分子在入射激光照射下由於(yú)共振吸收,被激發至電子激發態的(de)特定(dìng)振轉能級之(zhī)後,由該上能(néng)級發出符合選擇定則,向較低電子態(tài)許(xǔ)可能級自發輻射所形成的光(guāng)譜。激光感生熒光光譜技術(shù)可應(yīng)用於(yú)燃燒診(zhěn)斷,對火焰中各種成分的分析和(hé)溫度的測定;同時還可用於研(yán)究空氣中的自(zì)由基 HO 及 SO2 濃度的測定,對於搞清酸雨成因機製具有重要意義。另(lìng)外,通過對地質探(tàn)測中的取樣介質的(de)激光誘導熒光光譜分析,可以判斷油氣的存(cún)在(zài),對於開展大麵積找油具有重要的知道意義(yì)。
激光光聲光譜
激光光聲(shēng)光譜是以(yǐ)激光器為光源的光聲光譜新技術,它隨著激(jī)光技術的發展,靈敏的電容(róng)傳(chuán)聲器、低噪音放大器和鎖(suǒ)相(xiàng)技術發展而進入一個新的(de)時代(dài),它創出了高靈敏度的記錄(lù),在點壓強從(cóng)1Torr到幾個大氣壓中可探測(cè)到的(de)濃度已低達ppb範圍。這一技術在物理學,化學(xué),環境科學,生物學和醫學等方(fāng)麵都有廣(guǎng)泛的應用。光聲光譜(pǔ)法的實(shí)質是待測樣品從光源吸收能量躍(yuè)遷到激發(fā)態,然後其部分能量(liàng)再以熱的形式放出(chū),並(bìng)把產生的熱(rè)量換成聲能的一種(zhǒng)光譜技術。該技術具有靈敏度高,分辨率好的特點,其(qí)對(duì)激光光源的要求(qiú)主要表現在激(jī)光器輸出的波長可變(biàn)範圍要寬。主要的應用領域是(shì):大氣汙染檢測和(hé)大氣化學研究;測量熒光量子,效率;探測亞表麵層中的缺陷和範氏形(xíng)變等。
2.激光冷卻和捕獲原子
操縱(zòng)和控(kòng)製孤立的原子一直是物理學家追求的目標,激光(guāng)冷卻和捕獲原子(zǐ)的研究,為(wéi)此提供了現實的途徑(jìng)。激光冷卻和捕獲原子是利用光子迎麵撞擊原子,如果激光的頻率(lǜ)和原子的(de)固有頻率相一致,就會引起原子的躍遷,原子會吸收迎麵而(ér)來的光子而減少動量。與此同時,原子又會因躍遷而發射同樣的光子,由於其發射的光子是朝著四麵八方的,因此,每碰撞(zhuàng)一次,原子的動量就減少一點,直至(zhì)最低值。采用兩兩相對,沿3個正交方向的6束適當頻率的激光束,就可以將原子(zǐ)“停留”在6束激光的交匯處,同時,再利用兩個磁性線圈,給該區域加上一個可變的磁場,利用磁場對原子的(de)特征能級的作(zuò)用(塞曼(màn)效應)來克服原子的(de)重(chóng)力(lì),就(jiù)可(kě)以將原子約束在一個很小的範圍內,從而實現原子的捕獲。
3.粒子圖(tú)像測速技術 PIV(Particle Image Velocimetry)
PIV技術是在二維流場中均勻散布跟隨性、反光性良好且比(bǐ)重與流體相當的示蹤粒子,將激光器產生(shēng)的光束經透鏡散射後形成厚度約(yuē)1mm的片光源入射到(dào)流場待測區域,CCD攝像機以垂直片光源的方向對準(zhǔn)該(gāi)區域,利用示蹤粒子對光的散射作用,記錄下兩次脈衝激光曝光時粒子的圖像,形成兩幅PIV底片(piàn)。采用圖像(xiàng)處理技術,用自相關或互相關統計技術求取查問區內粒子位移的大小和方向,根據脈衝間隔時間(jiān),求出粒子(zǐ)的速度矢量,從而對整個流(liú)場(chǎng)的(de)狀態進行全麵的研究(jiū)與分析(xī)。Photonics公司的DM係列的激光器可以實現雙脈衝輸出,且脈(mò)衝間隔可調,最短可(kě)達到1μs,完全可以滿足此類應用。同時,由(yóu)於兩個脈衝由一個激光腔產生,可以很好的保證兩個脈衝的一致性。而且相比於雙頭激光輸出的裝(zhuāng)置,其光路結(jié)構簡單,易於調節,具有(yǒu)不可比(bǐ)擬的優勢。
4.飛(fēi)秒激光器的泵浦源
隨著摻鈦藍寶石激光器與啁啾脈衝放大技術的出現,大能量的飛秒激光器也得到了極大的(de)發展。對於摻(chān)鈦藍寶石飛秒激光器(qì)而言,photonics公司的DM係列綠光激光器(qì)(波長527nm/532nm)以其較大較大的脈衝能量,優異的(de)光束質量和較高的重複(fù)頻率成為其良好的泵浦源。