飞秒相干反斯托克斯拉曼散射光谱测温研究进展

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作者 云胜 章媛 +9 位作者 张盛 张志斌 邓岩岩 田亮 刘照虹 刘硕 张勇 王雨雷 吕志伟 夏元钦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期901-909,共9页

当今世界大约90%的能量供应都是由燃烧生成的。在燃烧场中,火焰的温度影响着场中各种组分链式反应的途径和浓度,获取燃烧场温度信息可以为提高燃料燃烧效率,改进燃烧装置的设计提供重要的支撑依据。随着我国在航空、航天和航海这类高端... 当今世界大约90%的能量供应都是由燃烧生成的。在燃烧场中,火焰的温度影响着场中各种组分链式反应的途径和浓度,获取燃烧场温度信息可以为提高燃料燃烧效率,改进燃烧装置的设计提供重要的支撑依据。随着我国在航空、航天和航海这类高端制造业领域的不断发展,各种大型燃气轮机和超声速发动机的研发进入加速期,此类燃烧装置产生的火焰具有高温、高压、湍流超声速和持续时间短等特点。传统的接触式测温法难以对这类湍流燃烧场进行温度测量,近年以激光光谱法为代表的非接触式测温技术逐渐走向成熟,并获得了广泛地应用。与超短脉冲相结合的飞秒相干反斯托克斯拉曼散射光谱测温技术凭借可提供高时间分辨率(每秒可提供上千个测温数据)、高测温精度和高测温灵敏度等优势而被应用到各种高温、湍流等复杂燃烧场景温度诊断中。文章概述了飞秒相干反斯托克斯拉曼散射测温技术的基本原理,综述了该技术在稳态火焰、加热气体、模拟燃气轮机等燃烧环境中测温工作的研究进展,简要介绍了飞秒时间分辨相干反斯托克斯拉曼光谱的研究和应用,着重介绍了可以实现毫秒量级时间分辨率的飞秒啁啾探测脉冲相干反斯托克斯拉曼散射测温技术和混合飞秒/皮秒相干反斯托克斯拉曼散射测温技术的基本原理和应用进展。指出了三种测温技术的优缺点,并提出飞秒相干反斯托克斯拉曼散射测温技术目前需要关注并解决的技术问题,主要为在高温高压湍流燃烧等极端条件下实现高精度CARS光谱高保真反演出温度信息,以及高温高压湍流燃烧场极端条件下如何获得高信噪比CARS信号的问题。展望了今后的发展趋势:通过高时间分辨的测量,获得湍流火焰中温度的瞬时演化规律,并建立各种复杂火焰的温度演化信息数据库,为研究各种发动机机理提供支撑。 展开更多

关键词 飞秒激光 相干反斯托克斯拉曼散射光谱 高温湍流燃烧场 温度测量

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基于相干反斯托克斯拉曼散射的二维温度场扫描测量 被引量：17

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作者 李国华 胡志云 +2 位作者 王晟 张振荣 叶景峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期14-19,共6页

开展了基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术的二维温度场扫描测量研究。通过同步扫描测量点及信号接收端的方式,实验测量了甲烷/空气预混火焰水平截面离散点的温度,并插值重建了二维温度场;用同步扫描法调节测量点与火焰的位置,实现... 开展了基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术的二维温度场扫描测量研究。通过同步扫描测量点及信号接收端的方式,实验测量了甲烷/空气预混火焰水平截面离散点的温度,并插值重建了二维温度场;用同步扫描法调节测量点与火焰的位置,实现了在扫描过程中对火焰同一空间位置的温度测量,排除了火焰空间分布不均匀性对扫描测温结果的附加影响。最后分析了提出的扫描CARS测量系统在实验设定状态下的扫描测温A类不确定度。结果显示:在扫描测量同一空间位置的实验中,测得该点平均温度为2 074K;测温A类不确定度优于21K。本研究量化了扫描CARS温度测量系统的不确定度,提高了扫描温度测量结果的可信度,为后续稳态火焰温度分布高精度测量、计算机流体动力学(CFD)模拟验证及燃烧基本问题研究奠定了实验基础。 展开更多

关键词 温度分布测量 测温不确定度 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS) 二维扫描 二维线性插值

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二溴甲烷相干反斯托克斯拉曼光谱的选择激发增强研究 被引量：3

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作者 张亮 李霞 +5 位作者 张诗按 张向韵 邓莉 陈果良 孙真荣 王祖赓 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期694-698,共5页

采用基于遗传算法(Genetic algorithm)的自适应反馈系统,成功实现了二溴甲烷多个拉曼振动模式的选择激发.通过脉冲分析方法(二次谐波频率分辨光谱开关和二次谐波交叉频率分辨光谱开关)(SHG-FROG和SHG-XFROG),在时域和频域上对优化脉冲... 采用基于遗传算法(Genetic algorithm)的自适应反馈系统,成功实现了二溴甲烷多个拉曼振动模式的选择激发.通过脉冲分析方法(二次谐波频率分辨光谱开关和二次谐波交叉频率分辨光谱开关)(SHG-FROG和SHG-XFROG),在时域和频域上对优化脉冲进行还原和分析,结果表明:空间光学调制器(SLM)将优化脉冲调制成具有负啾啁特性的脉冲串。该选择激发实验的成功实现验证了相干控制自适应系统在研究复杂分子系统方面具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 量子光学 选择增强 自适应反馈控制 相干反斯托克斯拉曼光谱

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相干反斯托克斯拉曼及相干反斯托克斯超拉曼光谱微观极化率张量元的简化方案-C_(∞v)对称性 被引量：2

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作者 汪源 张贞 郭源 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期465-470,共6页

相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)和四阶相干反斯托克斯超拉曼光谱(CAHRS)广泛应用于分子界面和生物膜表面的研究。然而,高阶非线性光学过程中分子微观极化率张量元数量众多,关系复杂,使研究者对CARS和CAHRS很难进行定量分析。采取以下方... 相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)和四阶相干反斯托克斯超拉曼光谱(CAHRS)广泛应用于分子界面和生物膜表面的研究。然而,高阶非线性光学过程中分子微观极化率张量元数量众多,关系复杂,使研究者对CARS和CAHRS很难进行定量分析。采取以下方案对属于C_(∞v)对称性的分子基团的CARS和CAHRS的微观极化率张量元进行简化。首先将CARS微观极化率张量元β_(i′j′k′l′)表示成拉曼微观极化率张量元微分α′_(i′j′)的乘积,CAHRS微观极化率张量元β_(i′j′k′l′m′)表示成超拉曼微观极化率张量元微分β′_(i′j′k′)和拉曼微观极化率张量元微分α′_(i′j′)的乘积,再利用α′_(i′j′)之间的比值及β′_(i′j′k′)之间的比值得到β_(i′j′k′l′)和β_(i′j′k′l′m′)之间的比值。使用这些CARS和CAHRS微观极化率张量元之间的关系,能够得到CARS和CAHRS光谱的广义取向泛函及其广义取向参数,进而对界面分子取向信息进行定量分析。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼光谱 相干反斯托克斯超拉曼光谱 微观极化率张量元 分子取向 定量分析

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甲醇溶液相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发

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作者 李霞 张晖 +4 位作者 张诗按 张向韵 陈果良 王祖赓 孙真荣(指导) 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期282-286,共5页

利用飞秒自适应脉冲整形相干控制技术成功实现了甲醇溶液中甲基对称(v_S(CH_3)2832 cm^(-1))和反对称(v_(AS_(CH_3)2948cm^(-1))振动能级相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发。为了进一步探究双光束飞秒CARS光谱实现选择激发的机制... 利用飞秒自适应脉冲整形相干控制技术成功实现了甲醇溶液中甲基对称(v_S(CH_3)2832 cm^(-1))和反对称(v_(AS_(CH_3)2948cm^(-1))振动能级相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发。为了进一步探究双光束飞秒CARS光谱实现选择激发的机制,采用二次谐波频率分辨光学开关(SHG-FROG)测量方法对整形前后的泵浦激光脉冲进行了探测。SHG-FROG痕迹结果显示裁剪泵浦光中的有效频段可实现飞秒CARS的选择激发。研究表明飞秒自适应脉冲整形相干控制技术对于复杂分子系统飞秒CARS的选择激发研究具有非常重要的科学意义。 展开更多

关键词 量子相干控制 选择激发 自适应脉冲整形 相干反斯托克斯拉曼散射 遗传算法

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相干反斯托克斯拉曼及相干反斯托克斯超拉曼光谱微观极化率张量元的简化方案-C3v对称性

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作者 汪源 张贞 郭源 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1382-1387,共6页

相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)和四阶相干反斯托克斯超拉曼光谱(CAHRS)已经广泛应用于分子的光谱特性、肿瘤细胞的结构及分子反应动力学等问题的研究。对这种复杂的高阶非线性光谱进行定量分析所面临的主要难题是高阶非线性光学过程中... 相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)和四阶相干反斯托克斯超拉曼光谱(CAHRS)已经广泛应用于分子的光谱特性、肿瘤细胞的结构及分子反应动力学等问题的研究。对这种复杂的高阶非线性光谱进行定量分析所面临的主要难题是高阶非线性光学过程中分子微观极化率张量元数量众多,关系复杂。在前期报道的C∞v对称性分子基团的CARS和CAHRS的微观极化率张量元简化方案的基础上,对分子对称性更加复杂的C3v对称性的分子基团的CARS和CAHRS的微观极化率张量元进行简化,为定量分析C3v对称性分子基团的CARS和CAHRS光谱信息提供必要的理论基础。首先将CARS微观极化率张量元βi′j′k′l′表示为拉曼微观极化率张量元微分α′i′j′的乘积,CAHRS微观极化率张量元βi′j′k′l′m′表示为超拉曼微观极化率张量元微分β′i′j′k′和拉曼微观极化率张量元微分α′i′j′的乘积。用α′i′j′和β′i′j′k′之间的比值关系简化βi′j′k′l′和βi′j′k′l′m′之间比值。对于C3v对称类型分子基团的对称振动模式A1,9个非零且3个独立的CARS微观极化率张量元可以用α′i′j′之间的1个比值参数R^RSS进行描述,21个非零且6个独立的CAHRS微观极化率张量元可以用α′i′j′之间及β′i′j′k′之间的3个比值参数R^RSS,R^HRSS,1和R^HRSS,2进行描述。然后利用键极化加和模型方法,通过计算C3v对称性分子基团中的各个单键与单键之间的耦合关系,得到C3v对称性分子基团的对称伸缩振动模式A1所对应的所有超拉曼微观极化率张量元微分β′i′j′k′分量的比值,结合文献中给出的拉曼微观极化率张量元微分α′i′j′分量的比值,进一步简化C3v对称性分子基团CARS和CAHRS微观极化率张量元之间的关系。从这些简化了的CARS和CAHRS微观极化率张量元之间的关系,可以进一步简化CARS和CAHRS信号及广义取向泛函RIJK(θ)的表达式,得到RIJK(θ)随界面分子基团取向角度θ的变化规律。此外,也详细推导了C3v对称性分子基团对射式实验构型CAHRS过程的强度因子dIJK、广义取向泛函RIJK(θ)及广义取向参数c2和c4的表达式,为定量分析界面分子取向信息奠定了理论基础。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼光谱 相干反斯托克斯超拉曼光谱 微观极化率张量元 键极化加和模型 分子取向 定量分析 C3v对称性

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时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中光的干涉

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作者 刘伟 刘双龙 +2 位作者 陈丹妮 屈军乐 牛憨笨 《电子显微学报》 CAS CSCD 2017年第5期492-497,共6页

时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中的泵浦光和探测光采用同一波长,可以很大程度上降低成像系统对光源的要求。采用振幅矢量叠加法理论上计算了波长相同的两束光经由物镜产生的双光束干涉,分析了产生的CARS信号强度波动的原... 时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中的泵浦光和探测光采用同一波长,可以很大程度上降低成像系统对光源的要求。采用振幅矢量叠加法理论上计算了波长相同的两束光经由物镜产生的双光束干涉,分析了产生的CARS信号强度波动的原因,并提出通过调整泵浦光与探测光的偏振方向相互垂直的方案消除干涉项,这样可以实现时间分辨CARS消除非共振背景的同时,保证产生的信号稳定。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼散射 时间分辨 非共振背景 光的干涉 偏振

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相干反斯托克斯拉曼光谱的实验构型分析

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作者 汪源 王连胜 丁学用 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第11期28-31,39,共5页

通过相干光学的能量守恒和动量守恒理论,研究分析了相干反斯托克斯拉曼光谱和相干反斯托克斯超拉曼光谱信号出射角随两个入射光频率及角度的变化规律,并通过LabVIEW软件对规律进行了模拟。结果表明,共向式实验构型时,允许的入射光角度... 通过相干光学的能量守恒和动量守恒理论,研究分析了相干反斯托克斯拉曼光谱和相干反斯托克斯超拉曼光谱信号出射角随两个入射光频率及角度的变化规律,并通过LabVIEW软件对规律进行了模拟。结果表明,共向式实验构型时,允许的入射光角度过大或过小不利于实验搭建,且出射信号角度变化范围太大不利于收集;而对射式的实验构型时,允许的入射光角度合适利于实验搭建,且便于采集出射信号。研究方法已在二阶非线性光谱学的实验中得到很好的运用,结果对于三、四阶非线性光谱学的实验构型选择具有指导性的意义。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼光谱 相干反斯托克斯超拉曼光谱 实验构型分析

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基于超连续谱光源的相干反斯托克斯拉曼散射成像理论与实验可行性研究

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作者 王浩宇 张娇娇 +4 位作者 王楠 周王婷 徐欣怡 曾琦 陈雪利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期105-116,共12页

将超连续谱光纤激光器引入到相干反斯托克斯拉曼散射成像系统,以解决当前相干反斯托克斯拉曼散射成像系统造价昂贵、体积庞大的问题。首先分析了基于超连续谱光源的相干反斯托克斯拉曼散射成像理论及其影响因素;接着搭建了一套基于超连... 将超连续谱光纤激光器引入到相干反斯托克斯拉曼散射成像系统,以解决当前相干反斯托克斯拉曼散射成像系统造价昂贵、体积庞大的问题。首先分析了基于超连续谱光源的相干反斯托克斯拉曼散射成像理论及其影响因素;接着搭建了一套基于超连续谱光源的相干反斯托克斯拉曼散射成像系统,并进行了成像性能测试。在物镜、功率、浓度等不同影响因素的情况下,系统测试的实验结果与数值仿真结果具有高度一致性,验证了基于超连续谱光源的相干反斯托克斯拉曼散射成像理论与实验的可行性。 展开更多

关键词 非线性光学 无标记显微成像 拉曼散射成像 相干反斯托克斯拉曼散射 显微成像 超连续谱光纤激光器

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利用时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射技术研究光催化产氢反应动力学 被引量：6

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作者 吕永钢 李治军 +3 位作者 吴骊珠 王鹏 付立民 张建平 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1632-1638,共7页

基于飞秒再生放大器及飞秒光学参量放大器输出的激光脉冲,搭建了宽带时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)测试装置,并利用该装置研究了氢气与空气混合气体中氢气的相对含量,探测相对延时与CARS光谱之间的关系.通过调整延时,获得了无... 基于飞秒再生放大器及飞秒光学参量放大器输出的激光脉冲,搭建了宽带时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)测试装置,并利用该装置研究了氢气与空气混合气体中氢气的相对含量,探测相对延时与CARS光谱之间的关系.通过调整延时,获得了无非共振背景干扰的氢气CARS信号.实验中测得的CARS信号强度与氢气浓度(分压)的平方呈良好的线性关系,符合CARS理论预测.同时测得的实验数据的信噪比表明:在当前的实验条件下,在氢气与空气混合气的总压为0.1MPa时,该装置可以对氢气的浓度进行测量,且其检测极限可低至0.2%.本文还利用该装置对三联吡啶苯乙炔Pt配合物-Co配合物-三乙醇胺(TEOA)的三元化学催化体系的产氢动力学行为进行了研究,通过改变pH值讨论了该催化体系的产氢动力学机制.结果表明过高的质子浓度会降低体系的产氢效率,这可能是因为在酸性条件下,作为质子和电子供体的三乙醇胺分解被抑制,电子供应中断,导致产氢反应的停止. 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼散射 非共振背景 时间分辨光谱 光催化 动力学

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相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术及其在生物医学领域的应用 被引量：4

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作者 周前 袁景和 +2 位作者 周卫 朱建华 方晓红 《电子显微学报》 CAS CSCD 2015年第3期261-271,共11页

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)成像技术是一种具有高信号强度、高化学选择性、无需外源标记的显微成像新技术。本文在简介CARS成像基本原理的基础上,综述了CARS显微成像技术的发展、与其它技术相结合等研究新方向,以及在生物医学领域的... 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)成像技术是一种具有高信号强度、高化学选择性、无需外源标记的显微成像新技术。本文在简介CARS成像基本原理的基础上,综述了CARS显微成像技术的发展、与其它技术相结合等研究新方向,以及在生物医学领域的应用进展。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼散射 CARS显微成像 生物医学应用 表面增强效应

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近海微塑料含量的相干反斯托克斯拉曼光谱成像研究 被引量：6

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作者 焦若男 刘琨 +4 位作者 孔繁艺 王婷 韩雪 李泳江 孙长森 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1022-1027,共6页

由于塑料工业的发展,微塑料成为一种主要的环境污染物。它在自然界中不易降解,对人类的生存环境及健康都存在不可忽视的潜在危险。因此,环境中微塑料的检测和分析,成为了近年来研究的热点问题。目前人们大多数采用浮选法、密度分离法、... 由于塑料工业的发展,微塑料成为一种主要的环境污染物。它在自然界中不易降解,对人类的生存环境及健康都存在不可忽视的潜在危险。因此,环境中微塑料的检测和分析,成为了近年来研究的热点问题。目前人们大多数采用浮选法、密度分离法、离心法等方法提取微塑料,然后放在显微镜下进行目视观察,并结合拉曼光谱分析、傅里叶红外光谱分析、高光谱成像等方法进行分析鉴别,这些方法需要较长时间的等待或预处理,且易受主观因素的影响。因此提出一种快速、准确鉴别环境中是否含有微塑料的技术是必要的。相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱成像技术是一种基于化学键振动的非侵入性、非破坏性且无需特殊标记的实时成像方法,由此提出使用多通道图像采集(含有白光通道成像及CARS光谱成像)的方法快速、准确鉴别环境中微塑料的分布。将直径为10μm的聚苯乙烯微球掺入到收集的海水及沙子中,模拟被微塑料污染的海水及沙子,在不作任何处理的情况下对海水及沙子进行多通道图像采集。通过多通道图像采集可以快速直观地检测到海水中聚苯乙烯微球的分布。在对沙子中的聚苯乙烯微球进行多通道图像采集的同时,采用拉曼光谱检测与之对照。在拉曼光谱检测中,聚苯乙烯微球的信号易受沙子荧光信号干扰,且只有在激光聚焦在聚苯乙烯存在的位置时,才能检测到微弱的信号。在多通道图像采集检测中,可以看到沙子中存在的聚苯乙烯微球,且采用形态学分析中先腐蚀后膨胀的开运算算法同时结合中值滤波的算法后,可以实现突出显示聚苯乙烯信号的目的。多通道图像采集可以在无任何预处理的情况下检测出海水及沙子中的微塑料,具有快速简便的优势,对实现环境中微塑料的检测具有一定的潜在应用价值。 展开更多

关键词 拉曼光谱 相干反斯托克斯拉曼散射 微塑料 聚苯乙烯

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交叉蝴蝶结纳米结构的Fano共振效应用于表面增强相干反斯托克斯拉曼散射的理论研究

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作者 张祖银 朱海军 宋国峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期113-118,共6页

Fano共振效应拥有独特的局域场增强效果,在表面增强相干反斯托克斯拉曼散射中,不同波长局域场增强空间位置相同的结构结合Fano共振效应,可以实现"混合频率共振模式",使得表面增强相干反斯托克斯拉曼散射总的增强因子得到大幅... Fano共振效应拥有独特的局域场增强效果,在表面增强相干反斯托克斯拉曼散射中,不同波长局域场增强空间位置相同的结构结合Fano共振效应,可以实现"混合频率共振模式",使得表面增强相干反斯托克斯拉曼散射总的增强因子得到大幅度提高。采用FDTD软件系统研究了对称的交叉蝴蝶结Au纳米结构的Fano共振效应,该效应使得交叉蝴蝶结结构中心位置附近的电场强度得到大幅度的增强,把该结构应用到表面增强相干反斯托克斯拉曼散射中,可以使表面增强相干反斯托克斯拉曼散射信号的增强因子高达10^(13),达到单分子检测的水平。 展开更多

关键词 拉曼散射 Fano共振 表面等离子体 相干反斯托克斯拉曼散射 热点

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宽带相干反斯托克斯光谱显微成像技术的实验研究 被引量：2

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作者 侯国辉 陈秉灵 +4 位作者 罗腾 刘杰 林子扬 陈丹妮 屈军乐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期606-610,共5页

由于该成像系统采用的超连续谱光源,可以满足所观测样品本源分子在0~4 000cm-1内的所有拉曼振动活性模式同时共振增强,在探测光的作用下,同时产生宽带相干反斯托克斯拉曼散射信号。然后,根据不同的化学键进行光谱图像重构,可以获得反映... 由于该成像系统采用的超连续谱光源,可以满足所观测样品本源分子在0~4 000cm-1内的所有拉曼振动活性模式同时共振增强,在探测光的作用下,同时产生宽带相干反斯托克斯拉曼散射信号。然后,根据不同的化学键进行光谱图像重构,可以获得反映不同化学键在样品中的分布的图像。对110nm的纯的聚苯乙烯珠所形成的具有一定厚度的薄膜,通过改变探测激光与超连续谱脉冲之间的时间重合度,测量形成的相干反斯托克斯拉曼散射信号的时间分布迹线图,通过其中的1 000cm-1的化学键强度信号进行指数衰减曲线拟合,得出具体的退相时间,与文献中已报道的三色CARS的退相时间相比,判断是否属于三色CARS。为了检验系统在实际生物学成像中存在的问题,我们开展了活体小鼠组织生物学应用成像实验,对记录的数据在2 940cm-1的CARS信号进行图像重构,获得CH化学键在组织中的分布,然后,对重构图像直接使用小波变换的去噪方式进行图像去噪,去噪后的图像具有比较清晰的轮廓,结果表明,对于对比度比较强的CARS共振信号,直接使用小波变换的去噪方式就可以获得比较好的图像效果。但是,对于信噪比比较差的共振信号,使用这种处理方法是不合适的,需要使用别的方法,先获取好的信号对比度,再根据感兴趣的化学键进行图像重构,然后,再经过小波变换对图像去噪,图像不仅会变得清晰平滑,而且,具有较好的视觉感官效果。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼散射 拉曼光谱 小波变换

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相干拉曼散射显微及其活体成像最新研究进展

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作者 李舒琦 骆国权 +3 位作者 陈钰 于斌 屈军乐 林丹樱 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1801-1808,共8页

活体成像技术具有革命性意义,能够在生物体内实现实时观测,提供与生命过程密切相关的动态信息,对于揭示疾病发生发展机制和评估治疗效果等具有重要作用。相干拉曼散射(CRS)显微成像技术无需引入可能干扰生物分子正常功能的荧光标记物,... 活体成像技术具有革命性意义,能够在生物体内实现实时观测,提供与生命过程密切相关的动态信息,对于揭示疾病发生发展机制和评估治疗效果等具有重要作用。相干拉曼散射(CRS)显微成像技术无需引入可能干扰生物分子正常功能的荧光标记物,可直接对生物样品中特定分子进行特异性成像,在活体成像领域展现出显著优势。然而,在实际应用于活体成像时,CRS显微技术仍面临光损伤、成像深度受限和运动伪影等挑战。近年来,随着相关技术的飞速发展,CRS显微成像在克服光损伤难题、突破成像深度限制、消除或减少运动伪影以及实现多模态融合成像等方面取得了诸多突破,并成功应用于人体皮肤以及实验动物模型的大脑、脊柱等部位和体内肿瘤的实时成像监测,有力推动了该技术在活体成像研究和临床应用中的发展。本文全面综述了CRS显微技术在活体成像中的最新研究进展,深入剖析其面临的挑战和相应解决方案,旨在为该技术的持续发展和广泛应用提供参考。克服光损伤的常用方法是通过限制激光功率和积分时间来减少激光在样品中引起的热效应和化学反应;突破成像深度限制的方案包括对皮肤或皮肤附近部位进行成像、结合光学窗口或直接对微创手术暴露的深层组织或器官进行成像、采用AO技术兼顾深度和无创成像以及采用内窥成像技术等;消除或减少运动伪影首先需要以适当的麻醉和固定方式保持生物体静止或减少运动,其次可应用光学窗口和实时运动矫正算法进一步隔绝麻醉样品因呼吸和心跳等生理活动引起的抖动影响,还可以通过设法提高成像速度来减少运动伪影;此外,结合双光子激发荧光和二次谐波产生等多种非线性光学显微成像实现CRS多模态融合成像,能获取更丰富的信息,增强对活体生物样品的分析能力,助力对生物学信息的深入理解。 展开更多

关键词 相干拉曼散射显微成像 相干反斯托克斯拉曼散射 受激拉曼散射 活体成像

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光纤中的多级斯托克斯及反斯托克斯谱线

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作者 姚敏言 《激光杂志》 CAS 1986年第5期248-253,共6页

本文叙述在多模光纤中产生的多级受激拉曼散射谱,作了两种不同掺杂的SiO_2光纤中的受激拉曼散射谱。对掺锗硅光纤得到16级斯托克斯线及10级反斯托克斯线。对掺磁硅光纤获得了13级斯托克斯线及4～5级斯托克斯线。测出了各级谱线的峰值波... 本文叙述在多模光纤中产生的多级受激拉曼散射谱,作了两种不同掺杂的SiO_2光纤中的受激拉曼散射谱。对掺锗硅光纤得到16级斯托克斯线及10级反斯托克斯线。对掺磁硅光纤获得了13级斯托克斯线及4～5级斯托克斯线。测出了各级谱线的峰值波长及相对强度分布,并作了简单讨论。 展开更多

关键词 多模光纤 反斯托克斯 谱线 多级 斯托克斯线 拉曼散射谱 锗硅光纤 SIO2 强度分布 峰值波长

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光场调控在相干拉曼散射光谱与成像中的应用(特邀) 被引量：2

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作者 李润丰 董大山 施可彬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期141-152,共12页

相干拉曼散射以其无标记、高灵敏、化学特异性等优势,被广泛应用于生物、医学、物理和化学的光谱与成像应用。通过对光场各项参数的调控,从时域、频域、相位、偏振等特性入手,可以解决光谱与成像应用中的实际问题。本文以光场调控原理... 相干拉曼散射以其无标记、高灵敏、化学特异性等优势,被广泛应用于生物、医学、物理和化学的光谱与成像应用。通过对光场各项参数的调控,从时域、频域、相位、偏振等特性入手,可以解决光谱与成像应用中的实际问题。本文以光场调控原理为主线,综述了相干拉曼散射光谱与成像应用的研究进展。 展开更多

关键词 相干拉曼散射 相干反斯托克斯拉曼散射 受激拉曼散射 光场调控

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基于光学参量振荡器的高分辨率CARS光谱研究

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作者 卢一鑫 赵小霞 吕印庄 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期761-765,共5页

提出了一种基于三硼酸锂（LBO）晶体的飞秒绿色泵浦光学参量振荡器（OPO）,其采用飞秒525 nm绿光光纤激光器作为泵浦源。OPO产生的信号光其可调谐的光谱范围由780~940 nm,光功率可达到250 m W以上;闲频光可调谐范围从1630~1190 nm,光功... 提出了一种基于三硼酸锂（LBO）晶体的飞秒绿色泵浦光学参量振荡器（OPO）,其采用飞秒525 nm绿光光纤激光器作为泵浦源。OPO产生的信号光其可调谐的光谱范围由780~940 nm,光功率可达到250 m W以上;闲频光可调谐范围从1630~1190 nm,光功率可达到300 m W以上。利用本系统可在波数为1330 cm-1和6650 cm-1之间进行相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱测量。由于脉冲啁啾,光谱分辨率达到100 cm-1,与时间带宽限制脉冲激励源相比,分辨率达到后者的2.5倍。 展开更多

关键词 光学参量振荡器 三硼酸锂晶体 相干反斯托克斯拉曼散射光谱

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航空发动机燃烧室出口CARS移动测温技术 被引量：1

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作者 车庆丰 刘重阳 +3 位作者 齐新华 杨文斌 母金河 陈爽 《航空发动机》 北大核心 2025年第2期158-162,共5页

为满足航空发动机高温升燃烧室出口燃气温度分布测试需求,开展了在工程试验环境下的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)移动测温技术研究。开发了可3维移动的CARS测温系统,在标准温度场装置中检验系统的测温准确性,在发动机燃烧室出口进行截... 为满足航空发动机高温升燃烧室出口燃气温度分布测试需求,开展了在工程试验环境下的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)移动测温技术研究。开发了可3维移动的CARS测温系统,在标准温度场装置中检验系统的测温准确性,在发动机燃烧室出口进行截面内多点移动测温,并将CARS测温数据与热电偶数据进行对比。结果表明:测温系统在高温管式炉及McKenna燃烧器中的测温精度较高,CARS测点的测量平均温度与参考温度相比误差均小于4%。在发动机燃烧室稳定工作过程中,CARS在瞬态测温条件下获取的数值波动较大,能较好地反映燃烧室出口温度场的高动态变化特性。在燃烧室出口压力为1.5MPa、热电偶测量值约为1030K条件下,通过CARS系统连续移动扫描测量,获得了发动机燃烧室出口截面处40mm×40mm范围内“十”字形测点的平均温度数据,其数值与热电偶结果较为接近,验证了CARS测温系统的移动测温能力。 展开更多

关键词 燃气温度 移动测量 相干反斯托克斯拉曼散射 燃烧室出口 航空发动机

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利用OPO的CARS光谱测温及狭缝函数的影响 被引量：1

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作者 李荣福 千庆姬 高春歌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期697-700,共4页

论述了在宽带相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱技术中,利用光参量振荡器(OPO)替代常用的染料激光器作为斯托克斯光源的可行性,分析了OPO-CARS测温范围和仪器狭缝函数对测温结果的影响。理论分析和实验结果表明:测温范围在2200K以下,在C... 论述了在宽带相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱技术中,利用光参量振荡器(OPO)替代常用的染料激光器作为斯托克斯光源的可行性,分析了OPO-CARS测温范围和仪器狭缝函数对测温结果的影响。理论分析和实验结果表明:测温范围在2200K以下,在CARS光谱测温技术中可以采用OPO替代染料激光器作为斯托克斯光源;狭缝函数对测量结果的影响是不容忽视的,相对比较来看,采用佛克脱函数形式最好。 展开更多

关键词 相干反斯托克斯拉曼光谱 光参量振荡器 光谱测温 狭缝函数

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