刘效庸[1]2000年在《非对称陀螺自由基分子光谱的实验和理论研究》文中认为非对称陀螺自由基在自由基家族中要占到相当比例，研究非对称陀螺自由基分子的光谱与结构是人们探索物质世界奥秘的重要步骤。同时，非对称陀螺自由基对大气化学、生物医学、材料科学等有重要意义，因而有关的光谱学研究一直在分子光谱学中占据着重要地位。本文对非对称陀螺自由基光谱的研究包括实验和理论两个方面。 二氧化氮是很重要的分子，激光磁共振是研究自由基超精细结构和Zeeman特性最强有力的手段之一。我们采用自制的CO激光磁共振谱仪，观测到了五组新的~(14)N~(16)O_2v_3带超精细结构分辨光谱，使NO_2v_3带激光磁共振谱线的数量由原来仅有的24条增加到300多条，在很大程度上丰富了研究NO_2v_3带超精细结构和Zeeman特性的实验资料。本文详细报道了这一实验的背景、装置、方法、条件和结果。 本文对非对称陀螺自由基光谱的理论研究是围绕着对NO_2激光磁共振谱的标识分析展开的。我们首次将高阶离心畸变项、Coriolis相互作用和Zeeman效应同时引入非对称陀螺自由基分子的有效哈密顿量，自行开发了一套非对称陀螺自由基光谱标识分析计算程序。该程序可用于非对称陀螺分子振转、转动零场和磁共振谱的标识分析。采用该程序对PO_2自由基基电子态气相光谱进行了整体分析，获得了目前最精确、完整的PO_2基电子态分子结构参数。采用该程序对NO_2光谱的标识分析表明，高阶离心畸变对该分子的高转动量子数能级有显著影响。对NO_2基振动电子态光谱的整体拟合不但给出了迄今最精确、完整的NO_2基振动电子态分子结构参数，而且也导致了对NO_2 311μm远红外激光磁共振谱的成功标识。采用该程序对NO_2v_3振动态与v_1，2v_2振动态之间的Coriolis相互作用也进行了深入的研究。理论上取得的这些进展为最终成功标识NO_2v_3带激光磁共振谱扫清了障碍。
刘煜炎, 刘效庸, 刘红平, 郭远清, 黄光明[2]2001年在《非对称陀螺自由基分子光谱的标识分析──NO_2基振动态纯转动光谱分析》文中研究表明系统阐述了非对称陀螺分子光谱的标识分析工作涉及的一些关键理论问题, 包括有效Hamilton量、表象和基矢、能级识别、跃迁选择规则、相对强度和Zeeman调制率等, 并在有效Hamilton量中引入高阶离心畸变项, 大大提高了计算精度, 并使高转动量子数跃迁的标识分析成为可能. 作为应用实例, 对14N16O2基振动态的零场和磁共振谱进行了统一分析(global analysis), 获得了迄今为止最精确、最完整的14N16O2基振动态分子结构参数, 并对Curl和Brown等人过去未能标识的14N16O2高转动量子数跃迁远红外激光磁共振谱线进行了成功标识.
赵东锋[3]2009年在《光腔衰荡光谱技术研究若干自由基光谱》文中研究指明自由基在燃烧过程、大气化学、分析化学等众多领域中都扮演着重要的角色,自由基光谱研究对于了解自由基微观结构、发展检测手段、确认化学反应通道及分支比等方面都有重要的意义。本论文的主要工作是设计和搭建了一套用于研究自由基光谱的光腔衰荡光谱(CRDS)实验装置,并将之与超声射流冷却、气体放电等技术相结合,研究了PH2、AsH2以及过渡金属自由基的吸收光谱。主要工作和研究成果有：实验装置的建立我们设计并搭建了一套流动体系中脉冲直流空心阴极放电-光腔衰荡光谱实验装置(Pulsed DC Hollow Cathode Discharge-CRDS)。在这套装置中,我们引入了双阳极空心阴极放电作为目标自由基产生源。除了建立这套装置外,我们还将光腔衰荡光谱测量系统与实验室原有的超声射流腔体结合,改造成超声射流-脉冲直流辉光放电-光腔衰荡光谱装置(Supersonic jet-Pulsed DC Glow Discharge-CRDS).通过测量高反镜反射率和H20的泛频吸收光谱两个实验验证了我们的光腔衰荡光谱测量系统的可行性：吸收的检测限可达4×10-3(1-R)；获得的吸收光谱的光谱分辨率优于0.055cm’。PH2自由基光谱研究在超声射流条件下,通过对PH3、SF6与Ar的混合气脉冲直流辉光放电产生PH2自由基,利用光腔衰荡光谱技术和激光诱导荧光技术获得了PH2自由基在410-555nm范围内的光谱。在光谱中总共观测到10个振动带,它们被归属为PH2-自由基j2A1-X2B1跃迁的弯曲振动激发000&20n(n=1-6)和2ln(n=1-3)的两个序列。通过对CRDS光谱的转动分析和振动分析,确定了PH2自由基X2B121态和A2Al2n(n=0-4)态更为完整和更为精确的光谱常数,包括带源、转动常数、离心畸变常数、自旋转动常数以及A2A1态弯曲振动参数等；改进了X2B121态和A2A12n(n=0-3)态的转动项值；分析了A2A12n(n=0-6)态所受到的扰动。通过对转动谱线的荧光寿命的测量,获得了A2A12n(n=0-6)态的自由寿命。通过对CRDS实验和LIF实验结果的对比分析,讨论了PH2自由基A2A1态的扰动源以及可能存在的预离解通道。AsH2自由基光谱研究在超声射流条件下,通过对AsH3、SF6与Ar的混合气脉冲直流辉光放电产生AsH2自由基,利用光腔衰荡光谱技术和激光诱导荧光技术获得了AsH2自由基在380-510nm范围内的光谱。在光谱中总共观测到11个振动带,它们被归属为AsH2自由基A2A1-X2B1马跃迁的弯曲振动激发000&20n(n=1-7)和21n(n=1-3)的两个序列。通过对实验光谱的转动分析和振动分析,确定了AsH2自由基X2B121态和A2A12n(n=0-7)态更为完整和更为精确的光谱常数,包括带源、转动常数、离心畸变常数、自旋转动常数以及A2A1态弯曲振动参数等,其中绝大大部分的数据为首次实验获得；首次实验确定了X2B121态和A2A12n(n=0-7)态的转动项值。通过对五A2A1-X2B120n(n=2-7)带转动谱线线宽的研究,获得了A2A12n(n=2-7)各态的自由寿命。综合转动分析和激发态自由寿命的结果,分析了A2A12n(n=0-7)态所受到的扰动,并提出了AsH2自由基A2A1态三个可能的预离解通道。我们还在室温下利用空心阴极放电结合CRDS技术研究了AsH2自由基A2A1-X2B1跃迁000带的吸收光谱,获得了一些高阶光谱参数,如六阶和八阶离心畸变常数和四阶自旋转动相互作用常数,并对00态较高转动能级受到的扰动进行了讨论。CRDS结合空心阴极放电研究过渡金属自由基光谱设计了一套双阳极空心阴极放电装置作为过渡金属自由基的产生源,并将之与光腔衰荡光谱(CRDS)技术相结合,用于研究过渡金属自由基的吸收光谱。借助于光学谐振腔的腔镜和放置于光电倍增管前的窄带通滤色片,我们基本消除了等离子体自身光辐射的影响。通过对实验获得的CuF B1∑+-X1∑+跃迁、CuBrb3Π+-X1∑+跃迁的吸收光谱的分析,得出整套实验系统的性能为：吸收检测灵敏度为-4×10-7,光谱分辨为-0.055cm-1。
刘效庸, 刘红平, 郭远清, 黄光明, 林洁丽[4]2001年在《非对称陀螺自由基分子光谱的计算方法和程序》文中认为扼要介绍了非对称陀螺自由基分子光谱分析计算的原理、方法和所采用的有效Hamiltonian、基矢.着重阐述了实现非对称陀螺自由基分子光谱的机器计算的途径、计算程序的构成和使用方法.采用该计算程序对~(14)N~(16)O_2(I=1)的远红外激光磁共振光谱和PO_2(I=1/2)_(v3)带的红外半导体激光光谱进行了标识分析.
赵东锋[5]2009年在《光腔衰荡光谱技术研究若干自由基的光谱》文中进行了进一步梳理自由基在燃烧过程、大气化学、分析化学等众多领域中都扮演着重要的角色,自由基光谱研究对于了解自由基微观结构、发展检测手段、确认化学反应通道及分支比等方面都有重要的意义。本论文的主要工作是设计和搭建了一套用于研究自由基光谱的光腔衰荡光谱(CRDS)实验装置,并将之与超声射流冷却、气体放电等技术相结合,研究了PH2、AsH2以及过渡金属自由基的吸收光谱。主要工作和研究成果有:实验装置的建立我们设计并搭建了一套流动体系中脉冲直流空心阴极放电-光腔衰荡光谱实验装置(Pulsed DC Hollow Cathode Discharge-CRDS)。在这套装置中,我们引入了双阳极空心阴极放电作为目标自由基产生源。除了建立这套装置外,我们还将光腔衰荡光谱测量系统与实验室原有的超声射流腔体结合,改造成超声射流-脉冲直流辉光放电-光腔衰荡光谱装置(Supersonic jet-Pulsed DC Glow Discharge-CRDS)。通过测量高反镜反射率和H2O的泛频吸收光谱两个实验验证了我们的光腔衰荡光谱测量系统的可行性:吸收的检测限可达4×10-3(1-R);获得的吸收光谱的光谱分辨也很好光谱分辨率,Doppler加宽对谱线线宽的影响基本被消除了。PH2自由基光谱研究在超声射流条件下,通过对PH3、SF6与Ar的混合气脉冲直流辉光放电产生PH2自由基,利用光腔衰荡光谱技术和激光诱导荧光技术获得了PH2自由基在410-555nm范围内的光谱。在光谱中总共观测到10个振动带,它们被归属为PH2 -自由基A 2 A1 ? X 2B1跃迁的弯曲振动激发0 00& 2 0n(n =1–6)和21 n(n =1–3)的两个序列。通过对CRDS光谱的转动分析和振动分析,确定了PH2自由基X 2 B1 21态和2A A1 2 n ( n = 0 ? 4)态更为完整和更为精确的光谱常数,包括带源、转动常数、离心畸变常数、自旋转动常数以及A 2 A1态弯曲振动参数等;改进了X 2 B1 21态和2A A1 2 n ( n = 0 ? 3)态的转动项值;分析了A 2 A1 2 n ( n = 0 ? 6)态所受到的扰动。通过对转动谱线的荧光寿命的测量,获得了A 2 A1 2 n ( n = 0 ? 6)态的自由寿命。通过对CRDS实验和LIF实验结果的对比分析,讨论了PH2自由基A 2 A1态的扰动源以及可能存在的预离解通道。AsH2自由基光谱研究在超声射流条件下,通过对AsH3、SF6与Ar的混合气脉冲直流辉光放电产生AsH2自由基,利用光腔衰荡光谱技术和激光诱导荧光技术获得了AsH2自由基在380-510nm范围内的光谱。在光谱中总共观测到11个振动带,它们被归属为AsH2自由基A 2 A1 ? X 2B1跃迁的弯曲振动激发0 00& 2 0n(n =1–7)和21 n(n =1–3)的两个序列。通过对实验光谱的转动分析和振动分析,确定了AsH2自由基X 2 B1 21态和A 2 A1 2 n ( n = 0 ? 7)态更为完整和更为精确的光谱常数,包括带源、转动常数、离心畸变常数、自旋转动常数以及A 2 A1态弯曲振动参数等,其中绝大大部分的数据为首次实验获得;首次实验确定了X 2 B1 21态和A 2 A1 2 n ( n = 0 ? 7)态的转动项值。通过对A 2 A1 ? X 2B12 0n ( n = 2 ? 7)带转动谱线线宽的研究,获得了2A A1 2 n ( n = 2 ? 7)各态的自由寿命。综合转动分析和激发态自由寿命的结果,分析了A 2 A1 2 n ( n = 0 ? 7)态所受到的扰动,并提出了AsH2自由基A 2 A1态三个可能的预离解通道。我们还在室温下利用空心阴极放电结合CRDS技术研究了AsH2自由基2 2A A1 ? X B1跃迁0 00带的吸收光谱,获得了一些高阶光谱参数,如六阶和八阶离心畸变常数和四阶自旋转动相互作用常数,并对00态较高转动能级受到的扰动进行了讨论。CRDS结合空心阴极放电研究过渡金属自由基光谱设计了一套双阳极空心阴极放电装置作为过渡金属自由基的产生源,并将之与光腔衰荡光谱(CRDS)技术相结合,用于研究过渡金属自由基的吸收光谱。借助于光学谐振腔的腔镜和放置于光电倍增管前的窄带通滤色片,我们基本消除了等离子体自身光辐射的影响。通过对实验获得的CuF B1Σ+ ? X1Σ+跃迁、CuBr b 3Π+ ? X1Σ+跃迁的吸收光谱的分析,得出整套实验系统的性能为:吸收检测灵敏度为~4×10-7,光谱分辨为~0.055cm-1。
王瑞波[6]2008年在《新型超声喷射中红外二极管激光光谱装置的研制》文中研究说明超声分子束技术是分子光谱学、化学反应动力学、新物质与材料制备等领域非常重要的实验手段。当超声分子束技术和激光光谱技术相结合进行高分辨分子光谱研究时,可以大大简化分子光谱,并获得更窄的光谱线。本文的主要工作是搭建了一套配有像散型多程吸收池的脉冲超声喷射中红外激光光谱装置,并利用LabView程序编写了整套实验设备的控制程序,实现了从激光器电流扫描到光谱数据采集、同步显示和保存的全自动化。这套设备最大的特点是首次采用了可调节的像散型多程吸收池,因此在增加光程和提高光束密度等方面比其它类型的多程吸收池更胜一筹。最后,利用Ar和N_2O的混合气体超声喷射形成的Ar—N_2O范德瓦尔斯分子对整套设备的工作性能进行了详细的测试,结果表明该套设备工作稳定,具有很高的光谱分辨率和灵敏度,基本达到预期设计要求,为进一步开展范德瓦尔斯复合物和团簇的高分辨光谱研究奠定了基础。
阮诗森[7]2007年在《CH_2Br自由基的远红外激光磁共振光谱的标识》文中提出CH_2Br自由基是研究含溴化合物在大气臭氧层被破坏过程中所起的作用的关键分子之一。剑桥大学的Davies小组在1993年利用远红外激光磁共振(FIR—LMR)技术首次报道了CH_2Br自由基的气相吸收光谱。然而由于这些光谱非常复杂，一直没有被准确标识和分析。在2004年Lille大学的研究小组成功地测量了CH_2Br自由基的高分辨纯转动光谱，确定了精确的基态((?)~2B_1)分子参数。基于这些分子参数，利用H.Pickett的SPCAT程序和T.Sears的ASYTOP程序，本文成功地对Davies小组测量的447.3和672.1/μm的远红外激光磁共振光谱进行了计算模拟和标识，它们分别对应于CH_2~(79)Br的30_(2,28)-29_(2,27)和20_(2,18)-19_(2,17)转动跃迁。通过比较计算模拟得到的LMR光谱和实验观测到的光谱，447.3/μm激光线的频率被估算为22.3646±0.0002cm~(-1)。
黄光明[8]2002年在《稳态及瞬态小分子的高分辨远红外激光光谱》文中研究表明稳态和瞬态小分子远红外光谱在天体物理、大气化学和化学反应动力学等方面具有重要意义。本论文首先介绍了两种常用的远红外激光光谱技术：远红外激光磁共振光谱和可调远红外激光光谱，接着研究了含卤瞬态自由基分子远红外激光磁共振光谱的特点和分析方法，最后着重报道稳态分子CHF_3纯转动光谱的观测及分析和SO_2分子压致展宽的研究。 CHF_3是大气物理温室气体中最重要的分子之一，它的全球变暖潜能(Global Wanning Potential)非常突出，受到物理学家和化学家的高度重视。我们运用与英国剑桥大学合作建立的可调远红外激光光谱仪对该分子的纯转动光谱进行了观测，同时也观察到K=3的双分裂现象，并对它们进行了标识。将已发表的CHF_3分子微波和远红外的光谱数据和我们测量的实验数据一起作最小二乘法拟合，得到了比前人更高精度的转动光谱参数。 二氧化硫作为HITRAN重点监测的37个大气分子之一，一直是光谱学研究的重要对象。实验室中对其压致展宽系数的测量能直接为天体间和地球大气层中SO_2浓度的检测提供必要的数据。在对可调远红外激光光谱仪的激光强度和压力计的精度进行了严格校准和测试的前提下，我们首次测量了SO_2分子的702293.36MHz(38_(2.36)-37_(3.35))和694494.01MHz(39_(1.39)-38_(0.38)),两条谱线自展宽和N_2下的展宽系数，其测量精度较以前的其它谱线的数据提高了近一个数量级。测量结果也支持了ATC理论关于B型跃迁的展宽系数主要依赖于量子数Ka的预言，同时也揭示了该理论存在的缺陷。
朱子亮[9]2012年在《HeNO/NeNO/ArNO/KrNO分子光谱常数和非谐振力场的理论研究》文中认为最近几十年来，随着工业生产水平的不断提高，碳和氮的氧化物在大气中的增多对环境和气候的影响越来越大。出于对未来人类生存空间的忧虑，人们对它们的关注度越来越高，主要体现在对这类氧化物与其他气体的相互作用的广泛研究上。其中，碳和氮的氧化物与惰性气体分子（He、Ne、Ar、Ke等）之间的相互作用也是人们关注的热点课题之一。另外，通过研究分子光谱本身具有非常重要的意义，可以了解光谱与物质内部的微观粒子（原子、分子）之间的密切联系，因此光谱学成为研究物质结构强有力的工具，它对人类认识微观世界起过，也正起着极为重要的作用。光谱测量及计算是研究这些复合物分子的最有效的方法之一，因此有必要在实验和理论上确定这些分子的性质。本论文的主要任务是用从头算方法（B3LYP、B3PW91、MP2）计算HeNO、NeNO、ArNO以及KrNO分子的光谱常数和非谐振力场。在本论文中，我们在Gaussian03软件下，采用密度泛函理论（B3LYP、B3PW91）以及二阶微扰理论（MP2）的方法结合Dunning相关一致基组cc-pVNZ (N=T，D，Q)以及6-311G、6-311G~(**)、6-311G（2df，2pd）、6-311G（3df，3pd）基组优化了HeNO、NeNO、ArNO、KrNO分子的几何结构，然后在此基础上计算了它们的光谱常数和非谐振力场。通过计算得到了分子的平衡几何结构、基频、转动常数、四次和六次离心畸变常数等，并与相关的实验值和理论值进行了比较；预测了部分光谱常数，其中包括谐振频率、非谐性常数、振转相互作用常数、三次力常数、四次力常数和科里奥利耦合常数。结果表明，在MP2方法下计算的结果要优于B3LYP和B3PW91计算的结果；基组6-311G、6-311G~(**)、6-311G（2df，2pd）、6-311G（3df，3pd）下的结果普遍优于cc-PVNZ(N=T，D，Q)得到的结果。结果还表明，MP2理论方法结合基组6-311G、6-311G~(**)、6-311G（2df，2pd）、6-311G（3df，3pd）基组计算的结果非常接近实验值，对实验测量某些光谱数据有较好的预测作用。
段传喜[10]2003年在《瞬态分子的电子振转和纯转动光谱研究》文中研究表明瞬态分子的光谱和结构特性研究对于理解瞬态分子在大气化学,星际化学,燃烧过程,等离子体以及其他相关领域中所起的重要作用有非常重要的意义。本论文对与星际化学和大气化学密切相关的几种瞬态分子的气相吸收光谱和结构进行了研究,包括CN自由基,N_2~+离子和CS~+离子的电子振转光谱和HCBr自由基的纯转动光谱。主要工作如下:CN自由基(A~2Π_i)-(X~2Σ~+)(2,0)带的浓度调制光谱。利用近红外差分浓度调制激光光谱技术,我们在氦气和乙腈的交流辉光放电中观测到了CN自由基(A~2Π_i)-(X~2Σ~+)(2,0)带的吸收谱,测量和标识了189条谱线,包括全部12个转动支带。利用所测谱线,我们对A 2Πi(υ'=2)态的主要分子参数T2 0 , A2,B2进行了最小二乘法拟合,精度比前人的结果略有提高。N_2~+离子(A~2Π_u)-(X~2Σ_g~+)(7,4)带和(7,2)带的速度调制光谱。利用近红外双差分速度调制激光光谱技术和可见光光外差-磁旋光-速度调制激光光谱技术,我们分别重新测量了N_2~+离子的(A~2Π_u)-(X~2Σ_g~+)(7,4)和首次测量了(7,2)带。由于我们观测到了大量的谱线,包括272条(7,4)带和216条(7,2)带谱线,我们对N_2~+离子的A~2Π_u(υ'=7)和X~2Σ_g~+ (υ"=2,4)等三个电子振动态的分子常数进行了最小二乘法拟合,得到了比前人更精确的结果。CS~+离子(A~2Π_i)-(X~2Σ~+)(5,0),(6,0)和(7,1)带的速度调制光谱。利用可见光光外差-磁旋光-速度调制激光光谱技术,我们测量了CS+离子(A~2Π_i)-(X~2Σ~+)(5,0), (6,0)和(7,1)带的吸收光谱,分别标识了322,368和211条谱线。我们首先对(1,0),(5,0)和(6,0)带进行了并和差分析,得到了目前最精确的CS~+离子的基电子振动态X~2Σ~+ (υ=0)的分子参数。采用包含~2Π~2Σ~+电子态强微扰相互作用的有效哈密顿量,我们对三组微扰能级υA = 5 ~υX=13,υA = 6 ~υX=14和υA = 7 ~υX=15的转动能级结构
参考文献：
[1]. 非对称陀螺自由基分子光谱的实验和理论研究[D]. 刘效庸. 中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）. 2000
[2]. 非对称陀螺自由基分子光谱的标识分析──NO_2基振动态纯转动光谱分析[J]. 刘煜炎, 刘效庸, 刘红平, 郭远清, 黄光明. 中国科学(B辑 化学). 2001
[3]. 光腔衰荡光谱技术研究若干自由基光谱[D]. 赵东锋. 中国科学技术大学. 2009
[4]. 非对称陀螺自由基分子光谱的计算方法和程序[J]. 刘效庸, 刘红平, 郭远清, 黄光明, 林洁丽. 自然科学进展. 2001
[5]. 光腔衰荡光谱技术研究若干自由基的光谱[D]. 赵东锋. 中国科学技术大学. 2009
[6]. 新型超声喷射中红外二极管激光光谱装置的研制[D]. 王瑞波. 华中师范大学. 2008
[7]. CH_2Br自由基的远红外激光磁共振光谱的标识[D]. 阮诗森. 华中师范大学. 2007
[8]. 稳态及瞬态小分子的高分辨远红外激光光谱[D]. 黄光明. 中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）. 2002
[9]. HeNO/NeNO/ArNO/KrNO分子光谱常数和非谐振力场的理论研究[D]. 朱子亮. 鲁东大学. 2012
[10]. 瞬态分子的电子振转和纯转动光谱研究[D]. 段传喜. 中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）. 2003
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