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飛秒CARS在分子超快動力學(xué)與氣體燃燒測溫中的應(yīng)用研究

發(fā)布時間:2021-08-05 17:31
  隨著超短脈沖激光技術(shù)的發(fā)展,飛秒科學(xué)(主要包括飛秒化學(xué)、飛秒物理、飛秒生物等)被廣泛的研究。飛秒相干反斯托克斯拉曼光譜(Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy,簡稱CARS)是飛秒科學(xué)研究中一種重要的非線性光譜技術(shù),利用飛秒激光脈沖作為泵浦光和斯托克斯光共同作用激發(fā)分子的拉曼振動模并通過時間延遲探測光探測被激發(fā)的分子拉曼振動模的時間演化,探測得到的飛秒CARS信號不但能夠反映物質(zhì)微觀的分子超快動力學(xué)過程,也可以反映分子的宏觀溫度信息,因此飛秒CARS是開展分子超快動力學(xué)研究和氣體燃燒測溫的一種重要手段。本論文利用飛秒時間分辨CARS,通過優(yōu)化泵浦光和斯托克斯光的延遲時間、偏振特性和激光波長等實驗參數(shù),開展了BBO晶體(βphase barium metaborate crystals)、乙醇溶液、蒸餾水、PMMA(Poly methyl methacrylate)片材和若丹明B水溶液等樣品的分子超快動力學(xué)以及氣體燃燒測溫的理論和實驗研究工作。在飛秒時間分辨CARS理論研究中,理論分析了非共振背景對飛秒CARS信號的影響。對飛秒時間分辨CARS實驗... 

【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】:124 頁

【學(xué)位級別】:博士

【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 飛秒CARS原理簡介
    1.3 基于飛秒CARS的分子超快動力學(xué)研究進展
        1.3.1 基于飛秒CARS的分子相干弛豫過程研究進展
        1.3.2 基于飛秒CARS的分子拉曼振動模選擇性激發(fā)研究進展
    1.4 飛秒CARS氣體燃燒測溫研究進展
        1.4.1 飛秒時間分辨CARS氣體燃燒測溫研究進展
        1.4.2 飛秒單脈沖CARS氣體燃燒測溫研究進展
    1.5 飛秒CARS分子超快動力學(xué)和氣體燃燒測溫研究進展分析
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 飛秒CARS信號的理論分析和實驗輸出特性研究
    2.1 引言
    2.2 飛秒CARS信號的理論分析
        2.2.1 飛秒三光束CARS信號特性理論分析
        2.2.2 飛秒雙光束CARS信號特性理論分析
    2.3 飛秒CARS信號實驗輸出特性
        2.3.1 飛秒CARS實驗條件理論計算
        2.3.2 飛秒三光束CARS信號實驗特性
        2.3.3 飛秒雙光束CARS信號實驗特性
    2.4 本章小結(jié)
第3章 利用飛秒CARS研究分子相干弛豫過程
    3.1 引言
    3.2 消除非共振的背景噪聲方法研究
        3.2.1 非共振背景噪聲對量子拍頻的影響
        3.2.2 在時域中消除非共振的背景噪聲
    3.3 乙醇溶液相干弛豫過程研究
    3.4 水相干弛豫過程研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 利用飛秒CARS研究分子拉曼振動模選擇性激發(fā)
    4.1 引言
    4.2 控制延遲時間實現(xiàn)飛秒CARS選擇性激發(fā)的方法研究
        4.2.1 BBO晶體中的選擇性激發(fā)
        4.2.2 乙醇溶液中的選擇性激發(fā)
        4.2.3 若丹明B水溶液中的選擇性激發(fā)
    4.3 控制偏振特性實現(xiàn)飛秒CARS選擇性激發(fā)的方法研究
    4.4 控制探測光和泵浦光的啁啾實現(xiàn)飛秒CARS選擇性激發(fā)的方法研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 飛秒CARS氣體燃燒測溫研究
    5.1 引言
    5.2 實驗參數(shù)測量誤差對飛秒時間分辨CARS氣體燃燒測溫的影響
    5.3 飛秒時間分辨CARS氣體燃燒測溫實驗研究
    5.4 實驗參數(shù)對氣體飛秒單脈沖CARS形狀影響的研究
    5.5 飛秒單脈沖CARS氣體燃燒測溫實驗研究
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】:
期刊論文
[1]利用時間分辨相干反斯托克斯拉曼散射技術(shù)研究光催化產(chǎn)氫反應(yīng)動力學(xué)[J]. 呂永鋼,李治軍,吳驪珠,王鵬,付立民,張建平.  物理化學(xué)學(xué)報. 2013(08)
[2]Terahertz beats of vibrational modes in methanol and ethanol selectively excited by tr-CARS technique[J]. HE Ping 1,2,3*,WANG HuiLi 1,FAN RongWei 2,3,CHEN DeYing 2,3,XIA YuanQin 2,3,YU Xin 2,3,WANG JiaLing 1 & JIANG YuGang 4 1 College of Foundation Science,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China;2 National Key Laboratory of Science and Technology on Tunable Laser,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,China;3 Institute of Opto-electronics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,China;4 Tianjin Key Laboratory of Optical Thin Films,Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics,Tianjin 300192,China.  Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2012(12)
[3]Measurements of the concentration of organic solutions by femtosecond time-resolved ERE-CARS[J]. HE Ping1,2,3,WANG Ming1,WANG HuiLi1,FAN RongWei2,3,CHEN DeYing2,3,YU Xin2,3,WANG JiaLing1 & JIANG YuGang4 1 College of Foundation Science,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China;2 National Key Laboratory of Science and Technology on Tunable Laser,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,China;3 Institute of Opto-electronics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,China;4 Tianjin Key Laboratory of Optical Thin Films,Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics,Tianjin 300192,China.  Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2012(10)
[4]Coherent coupling between vibrational modes of C-H bonds at different positions studied by femtosecond time-resolved coherent anti-Stokes Raman scattering[J]. 杜鑫,何興,劉玉強,王英惠,楊延強.  Chinese Physics B. 2012(03)
[5]Selective excitation of molecular mode in a mixture by femtosecond resonance-enhanced coherent anti-Stokes Raman scattering spectroscopy[J]. 賀平,李思寧,樊榮偉,李曉暉,夏元欽,于欣,陳德應(yīng).  Chinese Physics B. 2012(02)
[6]Theoretical and experimental investigations of coherent phonon dynamics in sapphire crystal using femto-second time-resolved coherent anti-Stokes Raman scattering[J]. 杜鑫,張明福,何興,孟慶琨,宋云飛,楊延強,韓杰才.  Chinese Physics B. 2011(12)
[7]超快光譜技術(shù)及其在凝聚態(tài)物理研究中的應(yīng)用[J]. 趙繼民.  物理. 2011(03)
[8]分子多振動模式的振動退相時間同時測量方法[J]. 萬輝,尹君,于凌堯,劉星,屈軍樂,林子揚,牛憨笨.  光譜學(xué)與光譜分析. 2011(02)
[9]Simultaneous measurements of global vibrational spectra and dephasing times of molecular vibrational modes by broadband time-resolved coherent anti-Stokes Raman scattering spectrography[J]. 尹君,于凌堯,劉星,萬輝,林子揚,牛憨笨.  Chinese Physics B. 2011(01)
[10]基于超連續(xù)光譜激發(fā)的時間分辨相干反斯托克斯拉曼散射方法與實驗研究[J]. 于凌堯,尹君,萬輝,劉星,屈軍樂,牛憨笨,林子揚.  物理學(xué)報. 2010(08)

碩士論文
[1]飛秒CARS在燃燒測溫中的應(yīng)用研究[D]. 李金釗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于脈沖整形實現(xiàn)飛秒CARS相干控制的研究[D]. 吳美珍.華東師范大學(xué) 2013
[3]基于火焰測溫的飛秒CARS光譜技術(shù)研究[D]. 吳倩倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]飛秒時間分辨CARS光譜在超快動力學(xué)及燃燒測溫應(yīng)用研究[D]. 張?zhí)焯?哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]單脈沖時間分辨CARS光譜技術(shù)研究[D]. 于滌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號:3324169

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