飽和吸收光譜簡介飽和吸收光譜是一種獲得消除多普勒展寬的激光光譜方法，在1981年諾貝爾物理學獎中被提及，隨后被應用于激光冷卻捕獲原子和玻色-愛因斯坦凝聚實驗中，廣泛應用于激光頻率標準，可以用于半導體激光器的穩頻，以及激光冷卻等方面。當激光器輸出的激光經過原子蒸氣后，會發生吸收現象，當光子的頻率和原子的超精細能級共振時，會發生強烈的共振吸收。失諧為0時，吸收z大。原子靜止時，吸收峰的半高寬與原子躍遷線的自然線寬相當，約MHz量級，并且原子的能級十分穩定，因此共振吸收峰能夠作為理想的激光穩頻基準頻率。87Rb原子的超精細能級結構但是由于在室溫下原子進行強烈的熱運動，運動速度在一個很大的范圍內分布， ...
集體的中紅外吸收光譜電磁波譜2 ~ 25μm光譜范圍對應的MIR區域與分子振動能重合。當MIR光通過樣品時，分子間鍵通過吸收與基態和激發態之差相同的能量而被激發到更高的振動態。這使得在該區域使用指紋吸收光譜檢測未知分析物以檢測特定鍵。傅里葉變換紅外光譜(FTIR)通常用于生物化學物質的分析，以確定分析信息。但是，由于MIR中吸水性強，通常不能使用長度超過10-20μm的比皿，較窄的比皿容易被真實樣品堵塞。利用衰減全反射(ATR)光譜與FTIR相結合的方法克服了這一問題。然而，傳統ATR元件中的離散反射次數受到嚴重限制，而使用光波導(本質上是更薄的ATR元件)大大增加了單位長度的有效反射次數，從 ...
光工作物質的吸收光譜相匹配。以紅寶石激光器為例，其激勵光源是螺旋形脈沖氙燈，工作物質是紅寶石棒。氙燈在綠色和藍色光譜段有較強光輸出，正好能與紅寶石的吸收光譜對應起來，最終使紅寶石棒產生大量激發態（亞穩態）的原子，實現粒子數反轉。而作為工作物質的紅寶石則需要制作成圓柱形棒狀體，兩個端面平行并鍍銀，使之一端成為100%的全反射面，另一端成為90%的部分反射面（可看做光學諧振腔）。大部分的激光器都是由泵浦源、工作物質和光學諧振腔構成的。光學諧振腔通常由相隔一定距離的兩塊反射鏡組成（一塊為全反射面、一塊為部分反射面），這樣做可以令入射光源在諧振腔內來回振蕩，盡可能多地接觸工作物質，使工作物內原子受激輻 ...
些結構，檢測吸收光譜。太赫茲系統還有一個額外的好處，能夠更深入滲透一種材料或“透視”外部層來捕捉信號。但這些系統依賴于昂貴的激光光源，而探測器性能、可用性和費用的限制限制了使用這種技術的潛在靈敏度、分辨率和經濟性。此外，它們相當窄的光譜范圍(只有3-6THz)限制了其對許多材料進行完整可靠的化學鑒定的能力。“太赫茲拉曼”將拉曼光譜從指紋區域擴展到太赫茲區域，如下圖1，為化學組成數據增加對分子和分子間結構的重要見解。低頻拉曼/太赫茲光譜可大大提高對材料結構和化學的分化和分析，從而提高準確性、靈敏度、科學分析或法醫分析，包括爆炸物、毒品、藥品、生物組織、聚合物和有害物質，都可以從這種擴展的光譜信息 ...
的電子能級(吸收光譜)，(3)振動能級重排的效率(熒光壽命)，(4)弛張回到基態電子能級(斯托克斯位移)，(5)基態(發射光譜)內振動能級的總體。熒光團由吸收光譜、熒光壽命、斯托克斯位移和發射光譜表征。按照慣例，熒光壽命τ定義為熒光團處于激發態的平均時間。在此區間內，強度I（t）減小到1/e或其原始值的36.8%。t時刻的衰變強度由樣本中所有物種i的一級動力學方程求和得到。其中α是指前因子或指數函數的幅值。多指數混合種的平均壽命(τm)是各種壽命(τi)與各種貢獻(αi)的加權之和。另外，在t時刻被激發的分子數為其中n（t）是t時刻處于激發態的分子數。在熒光壽命的檢測中，樣品由一個短的激勵脈沖 ...
cm?3的吸收光譜。α0表示非極化情況下的吸收。此外，躍遷必須遵守砷化鎵中的偶極子選擇規則。因此，兩個圓形光模式只能耦合到某些過渡。例如，左圓偏振光可以激發從重空穴帶到自旋向下子帶的躍遷，但不能激發從重空穴帶到自旋向上子帶的躍遷。綜上所述，導帶的自旋不平衡結合光學選擇規則，導致左右圓偏振光的吸收光譜如圖1右側所示。計算曲線清楚地揭示了兩種圓光模式吸收系數的光譜依賴性不同，即系統對左右圓偏振光表現出不同的響應。這表明，導帶中的自旋極化誘導了圓形雙折射，因此，兩種圓形光模式在通過半導體傳播時經歷了不同的相移，這導致入射線偏振光的偏振面旋轉。圖2.4.2 K時n↑= 1.5·1017 cm?3和n ...
振光的x射線吸收光譜與材料中特定元素的自旋和軌道矩聯系起來。因此，可以獲得元素的特定信息，這是超出價帶MO光譜的巨大優勢。盡管在推導求和規則時涉及了大量的近似，但它們在實踐中是令人信服的。獲得自旋或軌道矩的精度約為10%至20%，但有時只有50%。Altarelli(1997)討論了各種x射線MO效應。在標準MO克爾實驗中檢測到的反射光的頻率與入射光的頻率相同。然而，可能存在一小部分以雙倍頻率反射的光。這被稱為二次諧波產生，或者，更一般地，作為非線性光學。對于中心對稱介質，當反演對稱性被破壞時，會產生二次諧波。Pan等人(1989)預測，在磁性表面層的情況下，二次諧波反射中會出現MO Kerr ...
變換紅外反射吸收光譜(FT-IRRAS)相比，IRSE在測定高反射率波長區域內的介電函數(低至單分子層厚度)方面具有優勢。另外，IRSE表征比FT-IRRAS表征有更多的實驗參數，可以獲取薄膜樣品的更多信息。圖1-3為利用橢偏儀在位監控微晶mc-Si:H薄膜在ZnO襯底的生長。生長模型為島狀生長，因此在生長過程中，表面較為粗糙，通過模型構建可以獲取薄膜表面粗糙度隨時間演變和生長速率和生長模式。圖1-3薄膜生長過程中表面的粗糙度隨著時間的演變1.3.2監測顆粒吸附對于顆粒或者大分子層的吸附，橢偏儀可以檢測到其光學常數的變化，并且利用有效介質模型提取顆粒的覆蓋率信息等。橢偏儀被廣泛應用于生物大分子 ...
的連續可見光吸收光譜出現的峰位十分接近，相對于文獻其峰位發生藍移且兩峰值存在差異，這可能是由于Au薄膜上溶液和ITO帶來的影響。圖4-3沉積0s時(a)Psi和Delta(b)R隨波長變化2.2裝置對應的光學常數圖4-4(a)是沉積之前測試得到的n、k隨波長的變化圖，從圖中可以看到短波段圖線較平滑，長波段數據波動大。n值在500nm附近出現峰，k值在600nm附近出現峰。500nm處n值存在躍遷，說明該處附近可能有等離子體共振峰的出現。圖4-4(b)是沉積之前測試得到的、，從圖中可以看到短波段數據曲線平滑，長波段數據波動大。、均在500nm附近出現峰，這歸因于Au表面等離子體共振。圖4-4沉積 ...
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