单光子发射现象

[b][color=#cc0000]在发射光谱及吸收光谱中，在光源中谱线的辐射是从光源发光区域的中心轴辐射出来的，它将通过周围空间一段路程，然后向四周空间发射。发光层四周的蒸汽原子，一般比中心原子处于较低的能级，因而当辐射能通过这段路程时，将被其自身的原子所吸收，而使谱线中心的强度减弱，这种现象称为自吸收。当自吸现象严重时会使谱线消失就是所谓的自蚀现象。[/color][/b]

2013年02月08日 来源： 中国科学报 作者： 蒋家平 2月4日，英国《自然》子刊《自然—纳米技术》以长文形式，发表了中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等人关于量子点脉冲共振荧光确定性高品质单光子源的研究工作。这是我国量子点光学量子调控领域发表在《自然》系列期刊上的第一篇论文。 量子点是一种通过分子束外延方法制备的纳米晶体，又被称为“人造原子”，可以为量子保密通信和光学量子计算提供理想的单光子源。此前，美国加州大学、斯坦福大学和英国剑桥大学等研究组实现了基于非共振激发量子点产生的单光子源。然而，由于单光子发射时间抖动、激子退相干等，不可避免地引起光子品质下降，光子全同性只能达到70%左右，无法进一步应用于可扩展量子信息处理。 要发展能够真正实用化的光量子信息技术，关键技术之一是实现确定性的高品质单光子源。为此，微尺度物质科学国家实验室的潘建伟、陆朝阳等在国际上首次发展了一套新颖的量子点脉冲共振光学激发、多重滤波技术，显著消除了消相干效应，解决了单光子源的确定性和高品质这两个基本问题。 实验产生的单光子源信噪比超过300：1，二阶关联函数小于1.5%，光子全同性优于97%，这些技术指标使得中国在这一领域的研究跻身世界前列，为可扩展光学量子计算和基于自旋的固态量子网络的实现奠定了基础。审稿人称赞这是一个“令人惊喜的高质量实验”。（记者蒋家平）

分析对象：大多数金属原子；利用光子的发射现象 外层电子；线状光谱(line spectrum)。5.1 概述1、定义：AES是据每种原子或离子在热或电激发下，发射出特征的电磁辐射而进行元素定性和定量分析的方法。2、历史：1859年德国学者KIRCHHOFF和BENSEN——分光镜；随后30年——定性分析 1930年以后——定量分析3、特点：1）多元素检测(multi-element) :2）分析速度快: 多元素检测 可直接进样 固、液样品均可3）选择性好(selectivity)：Nb与Ta；Zr与Ha，Rare-elements4）检出限(detection limit, DL)低: 10-0.1 g/g(或 g/mL),ICP-AES可达ng/mL级5）准确度高(accuracy):一般5-10%，ICP可达1%以下。6）所需试样量少；7）线性范围宽(linear range)，4-6个数量级：8）无法检测非金属元素----O、S、N、X（处于远紫外）；P、Se、Te-----难激发，常以原子荧光法测定）

一根燃烧的蜡烛1秒钟可以发射出100亿亿个以上的光子，要探测到能量如此小的单个紫外光子一直是世界技术难题。记者昨天获悉，南京大学电子科学与工程学院长江特聘教授陆海为首的研究团队近来获得突破，在国内首先研制出超灵敏度的固体紫外单光子探测器，从而使中国成为继美国之后第二个掌握这一核心技术的国家。　　“自然界中波长小于280纳米的紫外光几乎为零，所以我们探测它相当于在暗室中探测光，只要发现一个小光点就一定是目标。”陆海介绍说，可探测400纳米以下紫外辐射的紫外光探测器，是火焰探测、环境监测、生物医药、空间科学等领域所急需的关键部件，也是关系到国家安全的关键技术，可以用来检测海上油污、卫星遥感监测雾霾等。　　光子是光的最小能量量子，也是光作为信息载体的最小传输单位。一根蜡烛1秒钟释放出的超100亿亿个光子中，假设紫外光子只占万分之一，那么在完全不考虑飞行损耗的情况下，1公里以外，面积为1平方厘米的镜头1秒钟只能接收到1000个紫外光子。专门用来捕捉这些“小家伙”的单光子探测器一直是世界各国研究和竞争的焦点。　　陆海举例说，导弹的飞行尾焰中存在像指纹一样的特殊紫外光谱成分，但距离越远能够传输过来的紫外光就越微弱。利用超灵敏度紫外单光子探测器就有可能在上千公里以外探测和分辨出来袭飞弹，为反制或者规避提供宝贵时间。之前，国际上只有美国罗格斯大学、弗吉尼亚大学、通用电气研发中心三家美国单位成功研制碳化硅单光子探测器。而南大研究团队此次获得突破后，跻身成为第四家。　　南大研究团队研制出的紫外单光子探测器，基于碳化硅半导体芯片技术，能灵敏捕捉到紫外单光子，并且打破了过去依赖于超低温条件的瓶颈。“我们的探测器在150℃下仍能正常工作，这是原来任何单光子探测技术都无法达到的。”陆海说。这一突破也引起了国际关注，欧洲的《今日半导体》杂志专门长文报道了南大的这一研究成果。　　同时，该探测器有显著的成本优势，有望向民用领域大规模推广，比如高压输电线和高铁供电线路上出现电晕、污闪时，可用其远程检测和定位。“目前，紫外火灾报警器用的真空紫外光敏管，综合成本很高。”陆海拿出一枚耳钉大小的器件介绍说，未来用如此小的单光子探测器件，不仅造价更便宜，而且防爆、使用寿命更长。　　眼下，南大研究团队在该领域的部分研究成果已开始进入产业化阶段。过量的紫外线照射易诱发皮肤癌，韩国三星公司日前发布的Note4手机就装备了微型紫外线传感器，受到消费者欢迎。而南大研究团队正在和华为合作的贴片封装紫外探测器，尺寸比米粒还小，也将安装到手机或智能手环中，藉由它，用户可随时随地检测所处环境的紫外线强度，以及时防护。

中国科技网讯 受光子放大和光子在室内被物体和墙壁反弹现象的启发，美国麻省理工学院、哈佛大学、威斯康星大学和莱斯大学的科学家利用先进的光学系统追踪反弹的光子，从而能够“看到”隐藏在屋内拐角处无法直接看到的物体。该技术在未来有望成为减灾和无损生物医学成像的无价之宝。 麻省理工大学研究生奥特克莱斯特·古普塔表示，当光子从墙上反弹并射在室内拐角处暗藏物体上被反射回来时，利用光子环绕和反弹的时间数据，他们能够获取有关物体几何形状的信息。 先进光学系统主要由超快激光器和两维超快扫描照相机组成，它们的工作频率可达每秒万亿次。科学家用它们能在1秒钟内拍摄数10亿张图像，通过分析反弹光子的运动状况“看到”室内拐角处的物体。 超快扫描照相机与其他照相机不同，它是根据光子进入照相机的时间来成像。古普塔说，这样的成像方式为人们提供了了解光子需要多长时间被反弹回来的良好途径。如果在拐角处存在某种物体的话，光子返回得越快则进入超快扫描照相机的时间就越早。他们用超快扫描照相机捕捉和计算光子数，每张图像上有3个或更少的光子。通过快速大量的成像来生产扫描图像，帮助他们决定光子传输的距离（以厘米计算）。当数据收集完成后，他们便能了解拐角处暗藏物体的基本几何形状和3维成像。 新的成像技术具有众多潜在的应用，其中包括在救灾方面的应用。古普塔认为，如果有房屋倒塌，新技术能够帮助救灾人员知道废墟内是否有人存在。事实上，新技术几乎适用于各种各样的灾害现场，特别是需要了解内部具体情况以及角落处是否有人的火灾，火灾的危险程度以及有害环境，由此人们不会冒险派人进入燃烧的房屋内，新技术可以极大地减少救灾人员可能面对的威胁。 此外，新技术十分有望被用作无损或非侵害生物医学成像，帮助医生掌握病人皮下组织的情况。这是科学家目前要着手研究的课题。古普塔表示，根据典型的时间表，研发展示到产品推出，新技术商业化需要5年至10年的时间。（驻美国记者 毛黎） 《科技日报》（2012-08-17 二版）

[url=http://www.huaketiancheng.com/][b][font=宋体]ICP光谱仪[/font][/b][/url][font=宋体]的光电转换器件是光电光谱仪接收系统的核心部分，也是[b]光谱仪检测分析[/b]的准要部件。主要是利用光电效应将不同波长的辐射能转化成光电流的信号。光电转换器件主要有两大类：一类是光电发射器件，例如光电管与光电倍增管，当辐射作用于器件中的光敏材料上，使发射的电子进入真空或气体中，并产生电流，这种效应称光电效应；另一类是半导体光电器件，包括固体成像器件，当辐射能作用于器件中光敏材料时，所产生的电子通常不脱离光敏材料，而是依靠吸收光子后所产生的电子[/font][font=&]-[/font][font=宋体]空穴对在半导体材料中自由运动的光电导（即吸收光子后半导体的电阻减小，而电导增加）产生电流的，这种效应称内光电效应。[/font][font=宋体]光电转换元件种类很多，但在光电光谱仪中的光电转换元件要求在紫外至可见光谱区域（[/font][font=&]160-800nm[/font][font=宋体]）很宽的波长范围内有很高的灵敏度和信噪比，很宽的线性响应范围，以及快的响应时间。[/font][font=宋体]目前可应用于光电光谱仪的光电转换元件有以下两类：即光电倍增管及固体成像器件。[b][font=宋体] 光电倍增管[/font][/b][font=&] [/font][font=宋体]外光电效应所释放的电子打在物体上能释放出更多的电子的现象称为二次电子倍增。光电倍增管就是根据二次电子倍增现象制造的。它由一个光阴极、多个打拿极和一个阳极所组成，见图，每一个电极保持比前一个电极高得多的电压（如[/font][font=&]100V[/font][font=宋体]）。当入射光照射到光阴极而释放出电子时，电子在高真空中被电场加速，打到第一打拿极上。一个入射电子的能量给予打拿极中的多个电子，从而每一个入射电子平均使打拿极表面发射几个电子。二次发射的电子又被加速打到第二打拿极上，电子数目再度被二次发射过程倍增，如此逐级进一步倍增，直到电子聚集到管子阳极为止。通常光电倍增管约有十二个打拿极，电子放大系数（或称增益）可达[/font][font=&]10[sup]8[/sup][/font][font=宋体]，特别适合于对微弱光强的测量，普遍为光电直读光谱仪所采用。[/font][font=&][size=14px] [/size][/font][font=宋体][size=14px]光电倍增管的窗口可分为侧窗式和端窗式两种[/size][/font][b][font=宋体] [/font][/b][font=宋体] 光电倍增管的基本特性[/font][font=&]1)[size=9px] [/size][/font][font=宋体]灵敏度和工作光谱区[/font][font=&] [/font][font=宋体]光电倍增管的灵敏度和工作光谱区主要取决于光电倍增管阴极和打拿极的光电发射材料。当入射到阴极表面的光子能量足以使电子脱离该表面时才发生电子的光电发射，即[/font][font=&]1/2mv[sup]2[/sup]=h[/font][font=Symbol]n[/font][font=&]-[/font][font=宋体]ф,([/font][font=&] h[/font][font=Symbol]n[/font][font=宋体]为光子能量，ф为电子的表面功函数，[/font][font=&]1/2mv[sup]2[/sup][/font][font=宋体]为电子动能[/font][font=&])[/font][font=宋体]。当[/font][font=&]h[/font][font=Symbol]n[/font][font=宋体][/font][font=宋体]ф时，不会有[/font][font=宋体]表面光电发射，而当[/font][font=&]h[/font][font=Symbol]n[/font][font=宋体]=[/font][font=宋体]ф时，才有可能发生光电发射，这时所对应的光的波长λ=C/[/font][font=Symbol]n[/font][font=宋体]称为这种材料表面的阈波长。随着入射光子波长的减小，产生光电子发射的效率将增大，但光电倍增管窗材料对光的吸收也随之增大。显然，光电倍增管的短波响应的极限主要取决于窗材料，而长波响应的极限主要取决于阴极和打拿极材料的性能。一般用于可见-红外光谱区的光电倍增管用玻璃窗，而用于紫外光谱区的用石英窗。光阴极一般选用表面功函数低的碱金属材料，如红外谱区选用银-氧-铯阴极，可见光谱区用锑-铯阴极或铋-银-氧-铯阴极，而紫外谱区则采用多碱光电阴极或梯-碲阴极。[/font][font=宋体]光电倍增管的灵敏度S是指在1lm的光通量照射下所输出的光电流强度，即S=i/F，单位为[/font][font=宋体]μ[/font][font=宋体]A/lm[/font][font=宋体]。显然，灵敏度随入射光的波长而变化，这种灵敏度称为光谱灵敏度，而描述光谱灵敏度随波长而变化的曲线称为光谱响应曲线(见[/font][font=宋体]右[/font][font=宋体]图)，由此可确定光电倍增管的工作光谱区和最灵敏波长。例如我们常用的R427光电倍增管，其曲线偏码为250S，光谱响应范围为160-320nm，峰值波长200nm，光阴极材料Cs-Te，窗口材料为熔炼石英，典型电流放大率3.3×10[sup]6[/sup]。[/font][font=宋体]2)[font=&] [/font][/font][font=宋体]暗电流与线性响应范围[/font][size=14px][font=宋体]光电倍增管在全暗条件下工作时，阳极所收集到的电流称为暗电流。对某种波长的入射光，光电倍增管输出的光电流为： i= KI[sub]i[/sub]+i[sub]0 [/sub]，式中，I[sub]i[/sub]对应于产生光电流i的入射光强度，k为比例系数，i[sub]0[/sub]为暗电流。由此可见，在一定的范围内，光电流与入射光强度呈线性关系，即为光电倍增管的线性响应范围。当入射光强度过大时，输出的光电流随光强的增大而趋向于饱和（见右图）。线性响应范围的大小与光阴极的材料有关。[/font][/size][font=宋体]暗电流的来源主要是由于极间的欧姆漏阻、阴极或其他部件的热电子发射以及残余气体的离子发射、场致发射和玻璃闪烁等引起。[/font][font=宋体]当光电倍增管在很低电压下工作时，玻璃芯柱和管座绝缘不良引起的欧姆漏阻是暗电流的主要成分，暗电流随工作电压的升高成正比增加；当工作电压较高时，暗电流主要来源于热电子发射，由于光电阴极和倍增极材料的电子溢出功很低，甚至在室温也可能有热电子发射，这种热电子发射随电压升高暗电流成指数倍增；当工作电压较高时，光电倍增管内的残余气体可被光电离，产生带正电荷的分子离子，当与阴极或[/font][font=宋体]打拿极碰撞时可产生二次电子，引起很大的输出噪声脉冲，[/font][font=宋体]另外高压时在强电场作用下也可产生场致发射电子引起[/font][font=宋体]噪声，[/font][font=宋体]另外当电子偏离正常轨迹打到玻壳上会出现闪烁现象引起暗电流脉冲，这一些暗电流均随工作电压升高而急剧增加，使光电倍增管工作不稳定，因此为了减少暗电流，对光电倍增管的最高工作电压均加以限制。[/font][font=宋体]3)[font=&] [/font][/font][font=宋体]噪声和信噪比[/font][size=14px][font=宋体]在入射光强度不变的情况下，暗电流和信号电流两者的统计起伏叫做噪声。这是由光子和电子的量子性质而带来的统计起伏以及负载电阻在光电流经过时其电子的热骚动引起的。输出光电流强度与噪声电流强度之比值，称为信噪比。显然，降低噪声，提高信噪比，将能检测到更微弱的入射光强度，从而大大有利于降低相应元素的检出限。[/font][/size][font=宋体]4)[font=&] [/font][/font][font=宋体]工作电压和工作温度[/font][font=宋体]光电倍增管的工作电压对光电流的强度有很大的影响，尤其是光阴极与第一打拿极间的电压差对增益（放大倍数）、噪声的影响更大。因此，要求电压的波动不得超过0.05%，应采用高性能的稳压电源供电，但工作电压不许超过最大值（一般为-900v-1000v），否则会引起自发放电而损坏管子，工作环境要求恒温和低温，以减小噪声。[/font][font=宋体]5)[font=&] [/font][/font][font=宋体]疲劳和老化[/font][font=宋体]在入射光强度过大或照射时间过长时，光电倍增管会出现光电流衰减、灵敏度骤降的疲劳现象，这是由于过大的光电流使电极升温而使光电发射材料蒸发过多所引起。在停歇一段时间后还可全部或部分得到恢复。光电倍增管由于疲劳效应而灵敏度逐步下降，称为老化，最后不能工作而损坏。过强的入射光会加速光电倍增管的老化损坏，因此，不能在工作状态下（光电倍增管加上高压时）打开光电直读光谱仪的外罩，在日光照射下，光电倍增管很快便损坏。[/font][font=宋体] 光电测量原理[/font][font=宋体]光电检测的原理一般是通过光电接受元件将待测谱线的光强转换为光电流，而光电流由积分电容累积，其电压与入射光的光强成正比，测量积分电容器上的电压，便获得相应的谱线强度的信息。不同的仪器其检测装置具有不同的类型，但其测量原理是一样的。其光电检测系统主要有以下四个部分组成：[/font][font=&]1.[/font][font=宋体]光电转换装置，[/font][font=&]2.[/font][font=宋体]积分放大电路及其开关逻辑检测，[/font][font=&]3.A/D[/font][font=宋体]转换电路，[/font][font=&]4.[/font][font=宋体]计算机系统。[/font][/font]

可用于通信、传感和微粒操控等领域 中国科技网讯 据物理学家组织网10月18日报道，英国布里斯托尔大学科学家领导的国际研究团队展示了硅芯片“光学漩涡光束” 发射器集成阵列。相关研究报告将发布在最新一期《科学》杂志上。 一般而言，生成“光学漩涡光束”需要透镜和全息摄影等有关光学组件。这虽利于科研但对于其他应用却十分不便，尤其是在需要大量、高密度的该种光束时。而布里斯托尔大学发明的新发射器只有几微米大，比传统的元件尺寸要小数千倍。同时，它们还以硅光波导为基础，因此可以利用标准的集成电路制造技术制成。 科研人员表示，他们制成的微型光学漩涡设备十分小巧、紧凑，因此硅芯片内能容纳数千个发射器，而制造成本也很低廉。这种集成设备和系统能够开拓有关光学漩涡的全新应用：其能轻易地互相连接，形成光子集成电路中复杂的大型阵列，并被用于通信、传感和微粒操控等领域。 与传统的理念相左，这些光束并不会以直线传播，相反，它们的能量会在中空的圆锥形波束形状内呈螺旋状传递。因此这些光束看起来更像是旋风或漩涡，向左或向右扭动着。而理论上对它们的扭曲方式也没有限制。在量子力学中，这一特征与光子的轨道角动量相关。也就是说在这些光束中的光子可被认为会环绕光束轴运行，这与行星环绕恒星旋转运动类似。 当这些光与物质相互作用时，其可以在物质上保持一个扭矩力，因此它能被用作“光学扳手”，对微粒或液滴进行旋转和囚禁。不同程度的扭曲也可用来传输信息，其能允许单个光学信号携带更多的信息，并增加光学通信线路的容量。 频率相同而轨道角动量不同的光束能够传输不同的信息流。单个光子能够利用这些程度不一的扭曲来代表量子信息，其能同时呈现顺时针和逆时针的扭曲效果。此外，利用这些光进行成像和传感的应用也在研发之中。例如，在普通的光学显微镜下手性分子看起来几乎一样，而在“光学漩涡光束”的照射下，科学家能轻易发现不同程度或方向不同的扭曲。 研究人员还谈到，最令人兴奋的应用之一莫过于单光子水平的扭曲光控制，这使他们能够探索和开发光学漩涡的量子力学性能，并为未来在量子通信和量子计算等方面的应用奠定基础。（张巍巍） 《科技日报》（2012-10-20 二版）

[align=left][size=4]用高压放电、等离子焰炬、激光等手段可将原子或离子激活成激发态。激发态是不稳定的，容易发射出相应特征频率的光子返回到基态或低（亚）激发态而呈现一系列特征光谱线。这些特征光谱线经过光学色散系统分别被会聚在感光板上或被光电器件所接收，根据特征谱线的波长及强度对元素进行定性或定量分析，这便是原子发射光谱法。最低激发态返回到基态所发射的谱线常称为第一共振线，它是众多光谱线中最强的，一般也是元素分析中最灵敏的谱线。通常将它作为元素定性、定量分析的主要分析线。钠原子的D[sub]1[/sub]，D[sub]2[/sub]双线就是其最强的谱线。若这最强谱线受到试样中某些因素干扰而不便识别时，常常还同时选用次灵敏的特征谱一起来判定某元素的存在。光谱的定量分析主要是根据试样光谱中已确定存在的某元素的特征谱线的强度来确定。经验表明该谱线的强度I与该元素在试样中的浓度（百分含量）c（在较低浓度下）成正比：[/size][/align][align=left][size=4]I=Ac其中A是与实验测试条件，如激发条件、被测元素的性质等因素有关的常数。分析时人为地配制一系列含被测元素的已知不同浓度的模拟被测体系标准试样。在相同试验条件下，测定相应元素的谱线强度，可获得类似于图14-6的I-c的工作曲线，便可确定常数A.由测得的未知物的I即可推算出该元素的含量。[/size][/align]

本人最近做了桑色素-锌离子的荧光，发现了一个奇怪的现象：当用410nm作激发波长照射时，发射峰位于476nm，当用407nm照射时，发射峰位于471nm，我于是将激发波长改为380nm，结果居然出现了436nm的发射峰，又改为360nm为激发波长，扫描发射光谱时出现了414nm的峰。请交各位大侠：这是什么原因？根据荧光的理论，这些所谓发射峰都不是改物质的发射峰，那么这些“发射峰”又是什么峰呢？

亿光发射管也可以称作亿光红外发射管或亿光红外线发射二极管，属于二极管类。它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。亿光发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。亿光红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装　　亿光发射管参数介绍　　发射距离、发射角度（15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度）、发射的光强度、波长。是亿光发射管的物理参数，需了解其电性能参数：市场上常用的直径3mm,5mm为小功率亿光发射管，8mm,10mm 为中功率及大功率发射管。小功率发射管正向电压：1.1－1.5V，电流20ma,中功率为正向电压：1.4-1.65V 50－100ma，大功率发射管为正向电压：1.5-1.9V200－350ma。1－10W的大功率亿光发射管可应用于红外监控照明。http://www.dzsc.com/data/uploadfile/20121018152042817.jpg　　亿光发射管应用范围　　亿光发射管的应用范围主要有以下几点：　　1、适用于各类光电检测器的信号光源。　　2、适用于各类光电转换的自动控制仪器，传感器等。　　3、根据驱动方式，可获得稳定光、脉冲光、缓变光，常用于遥控、警报、无线通信等方面。　　使用注意事项　　亿光发射管应保持清洁、完好状态，尤其是其前端的球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物，更不能受到摩擦损伤，否则，从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象，直接影响到红外光的传播。　　由于红外波长的范围相当宽，因此亿光发射管必须与LED接收管配对使用，否则将影响遥控的灵敏度，甚至造成失控。因此在代换选型时，要务必关注其所辐射红外光信号的波长参数。　　亿光发射管的发光功率与光敏器件的灵敏度因封装而有角分布使用时注意安装指向调整，更换时亦应做相应调整，注意管子的极性，管子不要与电路中的发烧元器件靠近。　　亿光发射管在工作过程中其各项参数均不得超过极限值，因此在代换选型时应当注意原装管子的型号和参数，不可随意更换。另外，也不可任意变更亿光发射管的限流电阻。

为研究原子的纠缠态和自旋波等提供了便利条件科技日报 2012年04月21日 星期六 本报讯 据物理学家组织网4月19日报道，美国佐治亚理工学院的物理学家利用激光从超冷的铷原子气体云内激发单个原子，开发出了一种能快速、有效创建单光子的新方式，并有望应用于光量子信息处理之中。相关研究结果发表在当日出版的《科学快讯》（《科学》杂志快速在线版）上。 这套新的单光子系统为研究原子的纠缠态和自旋波等提供了“肥沃的土壤”。科研人员能相当高效地将里德伯激发转化为单光子，随时获取所需的状态，速度可比现有系统快近千倍。 里德伯原子是指一个价电子被激发到高量子态的高激发原子。其价电子离原子实很远，能级结构类似于氢原子。为了获取里德伯原子，研究人员利用激光照射数百个密集的铷87原子。它们都被激光所冷却，并被限制在光学晶格中。激光照射将使单个原子从铷原子气体云中转化为接近电离的里德伯态。原子处于这种高度激发的状态时，将在10微米至20微米的范围内，与其他里德伯原子发生强烈的相互作用。通过修改单个里德伯原子的能量水平并在其周围保有相应的空间，可阻止额外的原子被转化为里德伯态。 一旦高度激发的原子被制成，科学家便可利用额外的激光场将激发转化为具有同样统计属性的量子光场。由于场由单个里德伯原子生成，其只包含一个光子，这可被用于多种协议之中，对于量子信息系统等领域的研究也十分重要。研究人员表示，在首次实验中，生成的单光子的性能已超过了其他类型的单光子。随着效率和生产率的进一步提升，以及和“长寿的”量子存储器的融合，这一单光子来源或可实现光量子的信息处理。 下一步，研究团队将致力开发两个光场之间的光子量子闸。如若成功，将支持他们制成原子和光的复杂纠缠态，这将为量子网络和量子计算添加宝贵的性能。（张巍巍）

原子发射光谱仪内校规程的检定记录[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=24634]ICP-AES检定表单[/url][color=red]【由于该附件或图片违规，已被版主删除】[/color]

用荧光法固定激发波长,测物质的发射光谱时,在激发波长处出峰是正常的吗，是锐利光吗?如果是正常的,它比物质的发射谱最高的峰还高,这正常吗?什么原因可能导致出现激发波长处峰增高的现象? 还有，在比激发波长大，但是比物质的荧光强度最大处发射波长小的位置有一小峰，空白容积的谱中也有这个峰，这是拉曼光吗？它和最大的发射峰有部分的重叠，这个峰对激发波长的选择有影响吗？ 还有，发射谱图中峰边缘呈锯齿状，是不是和狭缝宽度有关？还是和别的有关？有解决的办法吗？

发射光谱定量分析的基本关系式在条件一定时，谱线强度Ⅰ 与待测元素含量c关系为∶I= a ca为常数（与蒸发、激发过程等有关），考虑到发射光谱中存在着自吸现象，需要引入自吸常数 b，则∶图片发射光谱分析的基本关系式，称为塞伯-罗马金公式（经验式）。自吸常数 b随浓度c增加而减小，当浓度很小，自吸消失时，b=1。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205121308468457_8770_2140715_3.png[/img]

各位大侠，我用的是日立3400的，有几个问题探讨下啊，众知，3400热发射，电子枪的发射电流（运动的电子）经过静电场，磁场聚焦减小束斑尺寸，并通过改变光阑大小过滤远轴电子以降低球差，但这个过程带来的结果可能是电子束流降低，但问题来了：我在使用过程中发现，当加速电压和偏压不变时，即发射电流不变，此时改变光阑大小，束流却没有变化，按道理束流应该会改变，不知者内部机制是什么？希望高手们来讨论和解答啊，拜谢。。另外，现在电镜比较关注低压模式的分析效果，但我在使用过程中发现，使用低压模式时（3KV以下），发射电流探针电流，按照原理发射电流经电磁透镜层层聚焦以及光阑的过滤，发射电流应该始终大于探针电流，为什么出现这一相反现象呢，望高人解答啊、。

原子发射光谱中的自吸系数光谱定量分析的关系式 　　光谱定量分析主要是根据分析试样光谱中待测元素的谱线强度来确定元素的含量（浓度）。某元素的谱线强度I与该元素在试样中的百分含量c的相互关系， 或lgI=blgc+lga 式中常数a与元素的性质、试样的蒸发和激发条件，试样的组成，以及该谱线的跃迁几率、辐射频率、激发电位、弧焰温度等一系列因素有关。常数b为自吸系数，它是与谱线的自吸性质有关的参数。当某元素浓度很低时，谱线强度不大，谱线没有自吸现象，b=1；当浓度高时，谱线容易出现自吸，b1，此时I与c关系复杂，I-c曲线呈弯曲形状。由此可见，参数a与b不仅与实验条件有关，而且与待测元素的含量有关。只有当待测元素的含量在一定范围时，a和b才是常数。 　　由于试样的蒸发、激发条件，以及试样组成等的变化，均可使参数a发生改变，直接影响谱线的强度。这种变化很难避免，为此应用内标法进行光谱定量分析。 　　首先在待测元素的谱线中选定一条谱线，称为分析线，其强度以I表示。其次，在待测试样中，准确地加入某一种元素，称该元素为内标元素，选内标元素的一条谱线，称为内标线（比较线），其强度以表示。分析线和内标线这一对“均称”的谱线称分析线对。它们的强度之比I/，称为相对强度。所谓“均称”是指分析线对选择得当，当某些条件变化的情况下，对分析线和内标线强度引起同等程度的改变。分析线对的波长应相近，而且应在乳剂特性曲线的直线部分。根据分析线对相对强度与分析元素含量的关系，进行光谱定量分析的方法称为内标法。 内标法光谱定量分析的基本关系式： lgR=lgI/=blgc+lga 根据乳剂特性曲线，对分析线和内标线强度所引起的黑度 S=γ1lgI-i1 =γ2lg-i2 因为分析线对是在同一谱片上，γ1=γ2=γ ，i1= i2=i ΔS=S-=γlgI/=γ（blgc+lga） 这是基于内标法原理以摄谱法进行光谱定量分析的基本关系式。 在内标法中，正确选用分析线对有助于提高准确度。选用内标元素及分析线对一般应注意以下几点： （1） 分析线没有自吸。 （2） 分析线和内标线的谱线强度、宽度要相近。 （3） 分析线和内标线的波长要相近，以避免乳剂的不均匀所产生误差。 （4） 分析线和内标线的黑度要落在乳剂特性曲线的直线部分。 （5） 分析线和内标线的背景要小 （6） 内标元素的含量不随分析元素含量的变化而变化。 （7） 分析元素和内标元素的激发电位、电离电位要相近。 （8） 分析元素和内标元素的沸点、挥发性、扩散性要相近，以保证得到形状相近的蒸发曲线，提高准确度。谱线的自吸和自蚀 激发源中的等离子体有一定的体积，温度及原子浓度在其各部位分布不均匀。中间温度高，边缘温度低，中心区域激发态的原子多，边缘基态或较低能态的原子较多。某元素的原子从中心发射某一波长的电磁辐射，必然要通过边缘到达检测器，这样所发射的电磁发射就有可能被处在边缘的同元素基态或较低能态的原子所吸收。因此，检测接收到的谱线强度就减弱了。这种原子在高温发射某一波长的辐射，被处于边缘低温状态的同种原子所吸收的现象称为自吸。 自吸对谱线中心处的强度影响较大。这是由于发射谱线的宽度比吸收谱线的宽度来的大的缘故。自吸的程度用自吸系数b表示。当试样中元素的含量很低时，不表现出自吸，；当含量增大时，自吸现象增强，b1。当达到一定的较大含量时，由于自吸严重，谱线中心的辐射被强烈的吸收，致使谱线中心的强度比边缘更低，似乎变成两条谱线，这种现象成为自蚀。如图10.27所示。在谱线表上，用标r表示有自吸的谱线，用标R表示有自蚀的谱线。基态原子对共振线的自吸最为严重，并且常产生自蚀。激发源中弧焰的厚度越厚，自吸现象越严重。不同光源类型，自吸情况不同，直流电弧的蒸气的厚度大，自吸现象比较明显

当处于基态的分子吸收紫外－可见光后，即分子获得了能量，其价电子就会发生能级跃迁，从基态跃迁到激发单重态的各个不同振动能级，并很快以振动驰豫的方式放出小部分能量达到同一电子激发态的最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为荧光。 　　如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光。 　　磷光是一种缓慢发光的光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态（通常具有和基态不同的自旋多重度），然后缓慢地退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段），而且与荧光过程不同，当入射光停止后，发光现象持续存在。发出磷光的退激发过程是被量子力学的跃迁选择规则禁戒的，因此这个过程很缓慢。所谓的"在黑暗中发光"的材料通常都是磷光性材料，如夜明珠。 荧光与磷光产生机理：电子依照泡利不相容排布在分子轨道上，当分子吸收入射光的能量后，其中的电子从基态S0（通常为自旋单重态）跃迁至具有相同自旋多重度的激发态。处于激发态的电子可以通过各种不同的途径释放其能量回到基态。比如电子可以从经由非常快的（短于10 秒）内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态，然后从经由系间跨越过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态（通常为自旋三重态），再经由内转换过程无辐射跃迁至激发态，然后以发光的方式释放出能量而回到基态S0。由于激发态和基态S0具有不同的自旋多重度，虽然这一跃迁过程在热力学上有利，可是它是被跃迁选择规则禁戒的，从而需要很长的时间（从10 秒到数分钟乃至数小时不等）来完成这个过程；当停止入射光后，物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光直到所有的电子回到基态。

最近看到不少朋友咨询关于火焰发射的东西，特转载上来与大家共分享 1.火焰的发射　　即使在没有外来物质的情况下,火焰本身也有辐射能量。这种发射称为“火焰背景”,而乙炔-空气火焰的背景比丙烷-空气火焰大。火焰的温度主要决定于气体的混合比,对于乙炔-空气,其最高温度可达2300℃ 对于丙烷-空气,其最高温度大约1900℃[1] 火焰的温度控制着原子能态被激发的效率。这可以用一个低浓度的溶液在不同的气体混合比条件下,容易地观察到这现象,读数明显不一样。火焰的特征发射是由水和二氧化碳产生的(CO2是气体燃烧的产物),在没有外来物质离子的纯水中,其发射值提高是由于有较多的水分子被激发。火焰的背景及空白溶液的发射必须从被测元素的总吸收值中扣除,扣除后的发射才是(样品的)净发射。2.雾化的影响　　要达到一个正确的测量,必须保证在单位时间内校正溶液和样品浓度的提取量相同。要保证这点,就要保证溶液的表面张力、粘性、温度和雾化孔上方的液面高度一致。研制一个分析方法的目标,就是要使这些方面尽量使样品和校正溶液保持一致。其中影响最大的,就是表面张力,可通过溶液的稀释或加入粘化剂来调节补偿。上述讨论的在分析条件相同的情况下影响所有元素的测定误差因素,应称为“非专属因素”[2]。3.溶液中其他物质的影响　　分析中,除测定元素外,在其他物质存在下对测定可能造成的影响值得专门讨论。若它们以相当大量存在的情况下,将会由此造成主要的误差来源,这可以在标准中加入与样品相同浓度的外来物质来进行测定。外来物质浓度的变化对测定值的影响,可以通过实际精确测定,根据测定的数据,来导出下面平衡校正的式子:例K:　10K+100Na—→10.7K　　　　(+7%)表示:在10mgL-1钾的标准溶液中,若存在100mgL-1浓度的钠,测出钾的结果与没有钠离子存在时测出的结果相比,将要偏高7%。为什么伴随物质会有这种影响呢?理论解释可以从多方面去追究探讨:3.1　对于空白值的干扰3.1.1　滤光片的质量不好造成单色性不好,使与测定波长相邻的谱线也被透射,对于高质量的滤光片,一般这种干扰可忽略。3.1.2　火焰背景的变化背景随雾化量的增加而提高,而这些又决定于该溶液的性质及外来物质的浓度。这一点也可称为“对空白的干扰3.1.3　对火焰发射的专门影响对于影响火焰的理由至今仍了解不够,这种影响造成误差的性质及大小将通过反复的实验数据进行下一节的专题研究。由于透光性不好而造成“基体效应”的大小,只能进行间接的测量。而对以上所述的联合影响可以容易地测定,方法是用不含特别元素,而只含有外来物质的溶液来观察读数。如对于钾:K:　0K+100Na—→0.7K　　说明:对于钾的空白溶液,由于100mgL-1浓度钠的存在,使测出的结果变为0.7mgL-1的钾,空白结果提高了。说明在钠存在下,会使测定钾的结果偏高。当然,也有偏低的影响,如在磷酸根或硫酸根存在下测钙,将会使钙的结果偏

火焰发射光谱仪是原子发射光谱仪吗？

为何长波是单光子吸收,而短波是多光子吸收?

[align=left] 前不久，北京星际荣耀空间科技有限公司（简称星际荣耀）（民营）在酒泉卫星发射中心成功发射代号为“双曲线一号”的商业亚轨道火箭。[/align][align=left] 中国航天科技集团有限公司五院514所国家航天器产业计量测试中心承担了此次火箭发射角瞄准任务，为确保火箭发射成功、搭载卫星准确进入回收区域作出突出贡献。这是514所首次承担商业航天发射场精测任务。[/align][align=left] 火箭发射角瞄准是精度要求非常高的计量测试工作，由一系列复杂精测工作组成，具有高度的专业性，直接关系火箭是否按轨道运行。[/align][align=left] 为保障此次任务，514所国家航天器产业计量测试中心派出了具有丰富型号计量测试经验的测试人员，组成专项组。[/align][align=left] 该所组织计量中心与产品科研中心积极与星际荣耀细致沟通、研讨方案，反复研究完善测试方法，开展户外演练、火箭出厂前方位角测试预演等工作。[/align][align=left] 时间紧是此次任务的一大特点。从试验队进场、箭体总装、模飞验证、惯导与反射镜偏角测量、转运吊装、靶场瞄准到最终发射，共5天时间，时间节点非常紧凑。来自514所的试验队员开启了24小时工作模式，紧锣密鼓推进所承担的工作。[/align][align=left] 在风疾天干的戈壁滩，预先对地标、瞄准点、台面高度等现场考查、测量；在深邃宁静的星空下，搭建调试精测系统并开展惯导一次瞄准至凌晨；在正午炎炎烈日下和不断逼近的节点前，面对强光和疾风带来的挑战，测试组成员轮番上阵，在2.5米高的扶梯上以半蹲姿势操作经纬仪，艰难寻找瞄准影像……辛苦的付出得到了回报。在测试组报出准确数据后，客户向测试人员竖起大拇指。[/align][align=left] 短暂的几天，514所凭借专业的表现、积极的态度、热情的合作精神得到星际荣耀参试人员的尊重与信任。双方结下了良好的友谊。[/align][align=left] 在发射准备工作的间隙，514所还与星际荣耀公司进行深入交流，为后续持续合作打下基础。[/align][align=left] 火箭发射成功后，搭载卫星在分离后准确进入预定回收区域，并被快速找到，这进一步证明了514所精测数据的可靠性，再次验证了514所精准计量对任务发射成功起到的重要保障作用。[/align][align=left] 近年来，商业航天发展加速，514所抢抓机遇，积极思考参与商业航天的途径和措施，充分发挥国家航天器产业计量测试中心平台作用，探索为商业航天提供技术支持，开展业务合作。[/align][align=left] 本次发射角瞄准任务的圆满完成，不仅使514所又一次出色完成精准计量测试任务，也是国家航天器产业计量测试中心迈向商业航天产业广阔天地的重要一步。[/align]

(1) 概述在发电厂、化学工厂和石油化工厂中，为防止重大事故的发生，要求对渗漏的发生进行早期检测。声发射检测技术对渗漏声的检测灵敏度很高，所以用声发射法检测各种各样的渗漏发生。例如，在蒙塞托化学工厂里，将进行了防水处理的前置放大器60kHz和共振型AE探头4个或8个一组，配置在工厂内的重要部位、在控制室中对渗漏情况进行实时监测。(2) 压力容器漏泄产生声发射的机理及其特点压力容器的漏泄过程可分为三个阶段：应力集中及裂口阶段；裂口扩展及渗漏阶段；高速流体喷射阶段（即漏泄阶段）。1）裂口阶段由于疲劳或腐蚀等原因，使压力容器或管壁在应力集中到一定程度时产生微小的裂纹或裂口。在开裂过程中要以弹性波的形式释放出应变能，即声发射。第一阶段的声发射信号是由金属裂纹产生的，信号为突发型信号，而且持续时间比较短，能量比较强。2）渗漏阶段裂纹形成后，在裂口处应力继续集中．当应力达到足够大时，使裂纹进一步扩展，释放出弹性波，并且压力容器或管内带压流体从裂口处渗漏，在壁内激发出应力波。前者是突发型信号，后者为连续型信号。渗漏激发的应力波并不是严格定义上的声发射（可称之为广义声发射），因为管壁只是波导，本身并不释放能量。这两种信号叠加在一起，使我们接收到的信号呈现出幅度起伏比较大的特征。这个阶段的信号能量也较小，但这个阶段持续的时间比较长。3）泄漏阶段当裂口较大时，带压流体流从裂口中喷射出来，形成高速射流激发应力波，此应力波在管壁内传播。实验结果表明，泄漏所激发的应力波的频谱具有很陡的尖峰，此尖峰的位置与泄漏量有关。泄漏率和信号幅度有如下关系：式中：y—泄漏率，升/小时x—声发射信号幅度，dBa，b——系数由射流所产生的声发射信号为连续型的，若水中含有气体，那么气体的间断喷出可造成很强的突发型声发射信号。泄漏的声发射信号具有如下特点：① 泄漏所激发的应力波的频谱具有很陡的尖峰，利用频谱分析法可以很容易把声发射信号从噪声中分离出来。 ② 泄漏产生的声发射信号比较强，且其幅度大小与泄漏速率成正比，与信号的均方根值成正比。 ③ 当泄漏速率很小时，几乎与压力无关时，依然满足泄漏速率与信号的均方根值成正比。因此，可以根据所接收到的声发射信号的频谱和均方根值判断是否发生漏泄或漏泄程度的大小，④ 由于管壁较薄，声发射波在壁的两个界面上发生多次反射，每次反射都要发生模式变换（或者由横波变为纵波，或者由纵波变为横波），这样传播的波称为循轨波。由于多次反射声发射波的叠加，使得声发射波在其中心频率附近得到增强，可以沿管壁长距离传播。(3) 应用实例——高压加热器泄漏的监测某厂200MW机组的高压加热器、蒸汽冷却器和疏水冷却器安装了泄漏监测装置。一天，测点3和4（疏水冷却器进水口和出水口处）的声发射数值开始增加，并且波动较大。该处声发射信号数值增大到30dB时，监测系统开始报警（设置的报实警限为20dB），这说明疏水冷却器已经发生泄漏。后经有关人员解体检查发现疏水冷却器内水管有裂纹，经检修堵管后系统指示值恢复正常。系统自动记录的趋势变化曲线。声发射技术在电厂设备状态监测和故障诊断中所起的作用是非常大的。特别是在高压加热器等压力容器的泄漏监测、转子及管道等的裂纹监测和汽轮机组、风机、水泵等旋转机械的动静摩擦检测上的应用，可以收到很好的效果。当把声发射技术与温度检测、振动监测等相结合后，可以全面反映设备的运行状态，为实现状态维修提供了有力的手段，其应用前景是非常广阔的。

弱弱的请问下，原子吸收分光光度计中方法选择可以选择发射法来检测钾，钠，钙，镁等离子的，请问使用原子发射来分析时，各元素的空心阴极灯是不须使用的吧，这里的原子发射原理与ICP部分的原子发射是一样的吗？而ICP-MS则是将溶液中的各种离子在8000K的温度下同时被激发成带一个正电荷的离子，原子发射法则是以什么形式被测定的，其与原子吸收法测钾等不是正好相反吗？

[font=SimSun][color=black]先看看基本谱线的定义[/color][/font][font=SimSun][color=black]1.原子发射线（[/color][/font][color=black]Atom line[/color][font=SimSun][color=black]）：从原子的激发态跃迁回到基态所产生的发射光谱，一般在元素后标[/color][/font][color=black] "I"[/color][font=SimSun][color=black]，如[/color][/font][color=black]Ba I 553.5[/color][font=SimSun][color=black]2.离子线（[/color][/font][color=black]ion line[/color][font=SimSun][color=black]）：从原子的离子态跃迁回到基态所产生的发射光谱，一般在元素后标[/color][/font][color=black] "II"[/color][font=SimSun][color=black]，“[/color][/font][color=black]III[/color][font=SimSun][color=black]”，表示一次电离，二次电离原子的离子谱线，如[/color][/font][color=black] Ba II 455.4 nm[/color][font=SimSun][color=black]。[/color][/font][font=SimSun][color=black]你选择的谱线是原子发射线还是离子发射线？[/color][/font]

[B][center]原子发射光谱法：1 概述[/center][/B]原子发射光谱法，是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法。原子发射光谱法是光学分析法中产生与发展最早的一种。在近代各种材料的定性、定量分析中，原子发射光谱法发挥了重要作用。特别是新型光源的研制与电子技术的不断更新和应用，使原子发射光谱分析获得了新的发展，成为仪器分析中最重要的方法之一。（1）原子发射光谱分析的优点① 具有多元素同时检测能力。可同时测定一个样品中的多种元素。② 分析速度快。若利用光电直读光谱仪，可在几分钟内同时对几十种元素进行定量分析。分析试样不经化学处理，固体、液体样品都可直接测定。③ 检出限低。一般光源可达10～0.1µ g/g（或µ g/mL），绝对值可达1～0.01µ g。，电感耦合高频等离子体原子发射光谱（ICP-AES）检出限可达ng/mL级。④准确度较高。一般光源相对误差约为5％～10％，ICP-AES相对误差可达l％以下。⑤试样消耗少。⑥ ICP光源校准曲线线性范围宽可达4～6个数量级。（2）原子发射光谱分析的缺点高含量分析的准确度较差；常见的非金属元素如氧、硫、氮、卤素等谱线在远紫外区．一般的光谱仪尚无法检测；还有一些非金属元素，如P、Se、Te等，由于其激发电位高，灵敏度较低。

[url=http://www.huaketiancheng.com/][b]原子发射光谱仪[/b][/url]是测定每种化学元素的气态原子或离子受激后所发射的特征光谱的波长及强度来确定物质中元素组成和含量。　　原子发射光谱仪是根据试样中被测元素的原子或离子，在光源中被激发而产生特征辐射，通过判断这种特征辐射波长及其强度的大小，对各元素进行定性分析和定量分析的仪器。　　原子发射光谱仪，是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器。它密封在一个温度稳定的恒温机箱里，设计小巧，操作简易，设备的搬运和操作只要一个人就能完成。这一类仪器一般包括：光源、单色器、检测器和独处器件。原子发射光谱仪装备了超高灵敏度的光电倍增管，在全量程范围内使检测器的动态范围能鉴别出成分的最微小的差别。原子发射光谱仪有火花原子发射光谱仪，光电原子发射光谱仪，手持式光谱仪，便携式光谱仪，能量色散光谱仪，真空原子发射光谱仪等多种品种。原子发射光谱仪广泛应用于铸造、钢铁、金属回收和冶炼以及军工、航天航空、电力、化工、高等院校和商检、质检等部门。