飞秒CARS在分子超快动力学与气体燃烧测温中的应用研究
发布时间：2021-08-05 17:31
随着超短脉冲激光技术的发展,飞秒科学（主要包括飞秒化学、飞秒物理、飞秒生物等）被广泛的研究。飞秒相干反斯托克斯拉曼光谱（Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy,简称CARS）是飞秒科学研究中一种重要的非线性光谱技术,利用飞秒激光脉冲作为泵浦光和斯托克斯光共同作用激发分子的拉曼振动模并通过时间延迟探测光探测被激发的分子拉曼振动模的时间演化,探测得到的飞秒CARS信号不但能够反映物质微观的分子超快动力学过程,也可以反映分子的宏观温度信息,因此飞秒CARS是开展分子超快动力学研究和气体燃烧测温的一种重要手段。本论文利用飞秒时间分辨CARS,通过优化泵浦光和斯托克斯光的延迟时间、偏振特性和激光波长等实验参数,开展了BBO晶体（βphase barium metaborate crystals）、乙醇溶液、蒸馏水、PMMA（Poly methyl methacrylate）片材和若丹明B水溶液等样品的分子超快动力学以及气体燃烧测温的理论和实验研究工作。在飞秒时间分辨CARS理论研究中,理论分析了非共振背景对飞秒CARS信号的影响。对飞秒时间分辨CARS实验...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 飞秒CARS原理简介
1.3 基于飞秒CARS的分子超快动力学研究进展
1.3.1 基于飞秒CARS的分子相干弛豫过程研究进展
1.3.2 基于飞秒CARS的分子拉曼振动模选择性激发研究进展
1.4 飞秒CARS气体燃烧测温研究进展
1.4.1 飞秒时间分辨CARS气体燃烧测温研究进展
1.4.2 飞秒单脉冲CARS气体燃烧测温研究进展
1.5 飞秒CARS分子超快动力学和气体燃烧测温研究进展分析
1.6 本文的主要研究内容
第2章 飞秒CARS信号的理论分析和实验输出特性研究
2.1 引言
2.2 飞秒CARS信号的理论分析
2.2.1 飞秒三光束CARS信号特性理论分析
2.2.2 飞秒双光束CARS信号特性理论分析
2.3 飞秒CARS信号实验输出特性
2.3.1 飞秒CARS实验条件理论计算
2.3.2 飞秒三光束CARS信号实验特性
2.3.3 飞秒双光束CARS信号实验特性
2.4 本章小结
第3章 利用飞秒CARS研究分子相干弛豫过程
3.1 引言
3.2 消除非共振的背景噪声方法研究
3.2.1 非共振背景噪声对量子拍频的影响
3.2.2 在时域中消除非共振的背景噪声
3.3 乙醇溶液相干弛豫过程研究
3.4 水相干弛豫过程研究
3.5 本章小结
第4章 利用飞秒CARS研究分子拉曼振动模选择性激发
4.1 引言
4.2 控制延迟时间实现飞秒CARS选择性激发的方法研究
4.2.1 BBO晶体中的选择性激发
4.2.2 乙醇溶液中的选择性激发
4.2.3 若丹明B水溶液中的选择性激发
4.3 控制偏振特性实现飞秒CARS选择性激发的方法研究
4.4 控制探测光和泵浦光的啁啾实现飞秒CARS选择性激发的方法研究
4.5 本章小结
第5章 飞秒CARS气体燃烧测温研究
5.1 引言
5.2 实验参数测量误差对飞秒时间分辨CARS气体燃烧测温的影响
5.3 飞秒时间分辨CARS气体燃烧测温实验研究
5.4 实验参数对气体飞秒单脉冲CARS形状影响的研究
5.5 飞秒单脉冲CARS气体燃烧测温实验研究
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 吕永钢,李治军,吴骊珠,王鹏,付立民,张建平. 物理化学学报. 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,何兴,刘玉强,王英惠,杨延强. 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]. 贺平,李思宁,樊荣伟,李晓晖,夏元钦,于欣,陈德应. 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,张明福,何兴,孟庆琨,宋云飞,杨延强,韩杰才. Chinese Physics B. 2011(12)
[7]超快光谱技术及其在凝聚态物理研究中的应用[J]. 赵继民. 物理. 2011(03)
[8]分子多振动模式的振动退相时间同时测量方法[J]. 万辉,尹君,于凌尧,刘星,屈军乐,林子扬,牛憨笨. 光谱学与光谱分析. 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,于凌尧,刘星,万辉,林子扬,牛憨笨. Chinese Physics B. 2011(01)
[10]基于超连续光谱激发的时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射方法与实验研究[J]. 于凌尧,尹君,万辉,刘星,屈军乐,牛憨笨,林子扬. 物理学报. 2010(08)
硕士论文
[1]飞秒CARS在燃烧测温中的应用研究[D]. 李金钊.哈尔滨工业大学 2013
[2]基于脉冲整形实现飞秒CARS相干控制的研究[D]. 吴美珍.华东师范大学 2013
[3]基于火焰测温的飞秒CARS光谱技术研究[D]. 吴倩倩.哈尔滨工业大学 2011
[4]飞秒时间分辨CARS光谱在超快动力学及燃烧测温应用研究[D]. 张天天.哈尔滨工业大学 2010
[5]单脉冲时间分辨CARS光谱技术研究[D]. 于涤.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3324169
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 飞秒CARS原理简介
1.3 基于飞秒CARS的分子超快动力学研究进展
1.3.1 基于飞秒CARS的分子相干弛豫过程研究进展
1.3.2 基于飞秒CARS的分子拉曼振动模选择性激发研究进展
1.4 飞秒CARS气体燃烧测温研究进展
1.4.1 飞秒时间分辨CARS气体燃烧测温研究进展
1.4.2 飞秒单脉冲CARS气体燃烧测温研究进展
1.5 飞秒CARS分子超快动力学和气体燃烧测温研究进展分析
1.6 本文的主要研究内容
第2章 飞秒CARS信号的理论分析和实验输出特性研究
2.1 引言
2.2 飞秒CARS信号的理论分析
2.2.1 飞秒三光束CARS信号特性理论分析
2.2.2 飞秒双光束CARS信号特性理论分析
2.3 飞秒CARS信号实验输出特性
2.3.1 飞秒CARS实验条件理论计算
2.3.2 飞秒三光束CARS信号实验特性
2.3.3 飞秒双光束CARS信号实验特性
2.4 本章小结
第3章 利用飞秒CARS研究分子相干弛豫过程
3.1 引言
3.2 消除非共振的背景噪声方法研究
3.2.1 非共振背景噪声对量子拍频的影响
3.2.2 在时域中消除非共振的背景噪声
3.3 乙醇溶液相干弛豫过程研究
3.4 水相干弛豫过程研究
3.5 本章小结
第4章 利用飞秒CARS研究分子拉曼振动模选择性激发
4.1 引言
4.2 控制延迟时间实现飞秒CARS选择性激发的方法研究
4.2.1 BBO晶体中的选择性激发
4.2.2 乙醇溶液中的选择性激发
4.2.3 若丹明B水溶液中的选择性激发
4.3 控制偏振特性实现飞秒CARS选择性激发的方法研究
4.4 控制探测光和泵浦光的啁啾实现飞秒CARS选择性激发的方法研究
4.5 本章小结
第5章 飞秒CARS气体燃烧测温研究
5.1 引言
5.2 实验参数测量误差对飞秒时间分辨CARS气体燃烧测温的影响
5.3 飞秒时间分辨CARS气体燃烧测温实验研究
5.4 实验参数对气体飞秒单脉冲CARS形状影响的研究
5.5 飞秒单脉冲CARS气体燃烧测温实验研究
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 吕永钢,李治军,吴骊珠,王鹏,付立民,张建平. 物理化学学报. 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,何兴,刘玉强,王英惠,杨延强. 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]. 贺平,李思宁,樊荣伟,李晓晖,夏元钦,于欣,陈德应. 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,张明福,何兴,孟庆琨,宋云飞,杨延强,韩杰才. Chinese Physics B. 2011(12)
[7]超快光谱技术及其在凝聚态物理研究中的应用[J]. 赵继民. 物理. 2011(03)
[8]分子多振动模式的振动退相时间同时测量方法[J]. 万辉,尹君,于凌尧,刘星,屈军乐,林子扬,牛憨笨. 光谱学与光谱分析. 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,于凌尧,刘星,万辉,林子扬,牛憨笨. Chinese Physics B. 2011(01)
[10]基于超连续光谱激发的时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射方法与实验研究[J]. 于凌尧,尹君,万辉,刘星,屈军乐,牛憨笨,林子扬. 物理学报. 2010(08)
硕士论文
[1]飞秒CARS在燃烧测温中的应用研究[D]. 李金钊.哈尔滨工业大学 2013
[2]基于脉冲整形实现飞秒CARS相干控制的研究[D]. 吴美珍.华东师范大学 2013
[3]基于火焰测温的飞秒CARS光谱技术研究[D]. 吴倩倩.哈尔滨工业大学 2011
[4]飞秒时间分辨CARS光谱在超快动力学及燃烧测温应用研究[D]. 张天天.哈尔滨工业大学 2010
[5]单脉冲时间分辨CARS光谱技术研究[D]. 于涤.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3324169
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3324169.html
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