导数光谱的新方法,用一台单色仪、一个分光棱镜和一个互补调制器(具有互补调制功能的斩波器),构成时间分辨导数光谱实验系统。分光棱镜把从单色仪狭缝出射的光分成波长相同、强度相等的上下两束,这两束光对称地入射到" />

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导数光声光谱技术及其应用

作　者: 钟可君
导　师: 唐志列
学　校: 华南师范大学
专　业: 光学
关键词: 光声光谱导数光谱波长-光强分束器时间分辨导数
分类号: O433
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文提出一种利用时间分辨技术实现导数光谱的学位论文">导数光谱的新方法,用一台单色仪、一个分光棱镜和一个互补调制器(具有互补调制功能的斩波器),构成时间分辨导数光谱实验系统。分光棱镜把从单色仪狭缝出射的光分成波长相同、强度相等的上下两束,这两束光对称地入射到斩波器,设t时刻上束光通过,此时光束波长为λ;t+Δt时刻下束光通过,由于单色仪连续扫描,此时光束波长为λ+Δλ,斩波器同时对这两束光互补调制,使这两束光相位差为π,当会聚装置把它们会聚到一点时,两束光实现光强相减,扫描单色仪波长从而得到一阶导数光谱。分别以氦氖激光和氙灯为光源,通过实验验证了该系统可以实现一阶导数,而且导数光谱比零阶光谱具有更高的分辨率。根据导数光声光谱的原理,要得到光声光谱的导数,必需满足两个基本条件,一是要同时获得两束光强相等而且波长有微小差别的光束I(λ+Δλ)和I(λ),使它们在光声探测器内产生的光声信号分别为S(λ+Δλ)和S(λ);二是要实现光声信号S(λ+Δλ)和S(λ)的差分。本文用两种方法成功地获得了光声光谱的一阶导数光谱。第一种方法是采用波长一光强分束器实现导数光声光谱。波长—光强分束器由一台单色仪和一个分光三棱镜组成,三棱镜把从单色仪出射狭缝的光分成左右两束,并使这两束光强度相等,由于单色仪的出射狭缝有一定的缝宽,从单色仪狭缝出射的光不是完全的单色光,所以左右分开的两束光有微小的波长差,这两束光通过斩波器互补调制,会聚到光声池内的一点,从而实现两光声信号的相减,满足了实现导数光声光谱的两个条件,扫描单色仪即可获得光声信号的导数谱。第二种方法是采用时间分辨技术实现导数光声光谱。结合时间分辨技术和光声光谱技术,设计加工了一套实验系统,用氦氖激光为光源,碳黑为样品,通过实验证明了该系统可以准确实现光声光谱的一阶导数光谱。研究结果表明:导数光声光谱既具有光声光谱技术灵敏度高和普适性强的特点,又具

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-29
  1.1 光声学和光声光谱技术的发展和应用  10-17
    1.1.1 光声学和光声光谱技术的发展  10-13
    1.1.2 光声学和光声光谱技术的应用  13-17
  1.2 导数光谱的学位论文">导数光谱技术的发展及其应用  17-26
    1.2.1 导数光谱技术的实现方法  18-22
    1.2.2 导数光谱技术的优点  22-23
    1.2.3 导数光谱技术的应用  23-25
    1.2.4 影响导数光谱的主要因素  25-26
  1.3 导数光声光谱技术的发展  26-29
    1.3.1 用软件实现导数光声光谱  26-27
    1.3.2 用硬件实现导数光声光谱  27-29
第二章用时间分辨技术实现导数光谱  29-39
  2.1 引言  29
  2.2 时间分辨技术获得双波长光束的原理  29-30
  2.3 时间分辨导数光谱的实现原理  30-31
  2.4 时间分辨导数光谱的实验系统  31-33
  2.5 实验结果与讨论  33-38
  2.6 结论  38-39
第三章实现光声光谱导数的方法研究  39-54
  3.1 引言  39-40
  3.2 利用波长—光强分束器实现导数光声光谱  40-47
    3.2.1 波长—光强分束器的原理  40-41
    3.2.2 波长—光强分束器实现导数光声光谱的实验系统  41-43
    3.2.3 实验结果与讨论  43-46
    3.2.4 结论  46-47
  3.3 时间分辨技术实现导数光声光谱  47-54
    3.3.1 时间分辨技术实现导数光声光谱的原理  47-48
    3.3.2 时间分辨导数光声光谱的实验系统  48-49
    3.3.3 实验系统的调试与验证  49-52
    3.3.4 实验结果与讨论  52-53
    3.3.5 结论  53-54
第四章全文总结与展望  54-56
  4.1 本论文的主要工作  54
  4.2 今后工作及展望  54-56
参考文献  56-61
硕士其间发表论文  61-62
致谢  62-63

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