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测量仪器LIF的原理

通常,LIF是一种激发特定种类原子或分子并检测所得发光的方法。 原子或分子的密度可以从使用该程序获得的激发光谱的强度测量。 另外,可以基于光谱分布测量温度。 随着可调谐激光技术的发展,LIF已成为主要的基础光谱技术。
LIF使得可以进行高灵敏度的空间和时间分辨测量,并且它具有各种实际应用,例如通过检测中间产物来分析反应机制。
通过观察入射激光的波长改变时的光吸收而获得的光谱称为吸收光谱。然而,精确观察吸收光谱是非常困难的,因为应该检测强度的光变化。另一方面,通过观察由于原子或分子的光激发引起的辐射跃迁引起的荧光强度而获得的光谱称为荧光激发光谱。
LIF观察荧光激发光谱并获得原子或分子的基态分布。

光学设置


LIF观察到激发分子自发发出的荧光,这些分子通过原子和分子的共振跃迁被促进到激发态。
左边的图表显示了激发,
发射和自发发射
由一个简单的系统组成的过程
基态和一个激发态。
该荧光强度可以描述为
在方程1中。

框架跨越

在等式1中,每个符号的含义如下:
A,B:爱因斯坦A和B系数
问:非辐射跃迁率常数
c:光速
IO:激动光的强度
NT:激发前基态的原子或分子数

等式1表明可以通过观察IFL来计算NT。 当激发光的强度较弱时,可以调整方程2,并且ILF与激发光的强度成比例。

框架跨越

如果激发光非常强烈,荧光强度与IO无关。处于这种状态的IFL称为饱和荧光。除特殊情况外,LIF测量在没有饱和的状态下进行。
如式1所示,荧光强度取决于非辐射跃迁速率常数,即量子效率(A /(A + Q))。因此,可以从荧光强度获得基态分子的数量,并且在不同激发波长下观察数据的积分给出光谱。

3

使用该程序获得激发光谱。非辐射跃迁是从激发态返回基态而不发射荧光的过程。各种过程涉及非辐射跃迁,例如与共存的气体原子或分子的碰撞以及分子本身的水平结构。因此,激发光谱和吸收光谱并不总是一致的。特别地,OH是燃烧系统中的常见基团,并且已经报道了其测量的许多实际例子。然而,这些报告中的大多数仅包括相对分子密度测量。要执行绝对测量,必须指定测量区域(PLIF中的薄片光区域)。

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