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四川盆地海相页岩固体沥青与沥青包裹体成熟度对比分析及地质 意义
1
作者 周志鹏 吴娟 +7 位作者 罗超 梁静怡 陈钰 谢金旭 王恒 蒋前前 邓宾 焦堃 《岩矿测试》 北大核心 2026年第1期14-30,共17页
有机质成熟度是评价烃源岩生烃潜力与页岩气保存条件的重要指标。近年来,激光拉曼光谱技术因其非破坏性和高分辨率特性,在古老海相页岩有机质成熟度研究中得到广泛应用。已有学者通过页岩固体沥青的拉曼光谱特征建立了热演化程度的定量... 有机质成熟度是评价烃源岩生烃潜力与页岩气保存条件的重要指标。近年来,激光拉曼光谱技术因其非破坏性和高分辨率特性,在古老海相页岩有机质成熟度研究中得到广泛应用。已有学者通过页岩固体沥青的拉曼光谱特征建立了热演化程度的定量模型,但页岩固体沥青与沥青包裹体成熟度的定量差异及适用边界尚缺乏系统厘定,成为制约高—过成熟页岩热史精确重建与烃源岩精细评价的难点。本文以四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩及其裂缝脉体矿物中的沥青包裹体为研究对象,通过显微激光拉曼光谱技术结合分峰拟合,系统对比了页岩固体沥青与沥青包裹体的成熟度差异,为海相页岩有机质成熟度评价提供新视角。研究结果表明:基于峰高比参数(ID1/IG)计算的页岩固体沥青成熟度范围为3.32%~3.64%,沥青包裹体为3.51%~3.71%,数据离散性较低;同一深度样品中,沥青包裹体成熟度普遍高于页岩固体沥青,其绝对值相差0.02%~0.22%,表明封闭体系更有利于保存有机质的热演化信息。同时考虑到开放体系中环境引起的次生变化亦会对烃源岩生烃能力产生影响,本文认为沥青包裹体适用于有机质埋藏-热演化历史重建,而页岩固体沥青成熟度更宜作为烃源岩评价指标。 展开更多
关键词 海相页岩 页岩固体沥青 沥青包裹体 成熟度 有机质热演化历史重建 烃源岩评价指标 显微激光拉曼光谱
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基于激光拉曼光谱的非常规油气储层岩石矿物组分快速识别方法研究
2
作者 何佳乐 龚婷婷 +1 位作者 王坤阳 徐国栋 《岩矿测试》 北大核心 2026年第1期1-13,共13页
对储集层中较为常见的岩石矿物中单矿物纳米孔隙特征和有机质热成熟度、含量、赋存状态进行研究,可以评价非常规油气储集性能和生烃潜力,也是非常规油气储集层评价工作开展的基础。但在实际应用中,单矿物挑选常会因外形、光性相似而相... 对储集层中较为常见的岩石矿物中单矿物纳米孔隙特征和有机质热成熟度、含量、赋存状态进行研究,可以评价非常规油气储集性能和生烃潜力,也是非常规油气储集层评价工作开展的基础。但在实际应用中,单矿物挑选常会因外形、光性相似而相互混淆,薄片鉴定又会因页岩中矿物颗粒细小而难以有效准确对组分进行辨认,传统的有机质成熟度检测方法也有诸多局限性。为了解决上述问题,本文以激光拉曼光谱快速成像法为基础,通过该方法的点、线、面三种扫描模式,分别对储层中常见的多种单矿物和黑色页岩进行数据采集,结合特征拉曼光谱图的处理以及最终成像,实现对典型矿物组分、空间分布情况和有机质的快速识别和分析,建立了一种多模式扫描矿物组分的快速识别技术手段,并研究该方法在不同形态样品中的实际应用效果。实验表明,该方法在单矿物中可以有效判断石英、长石和黑云母的存在,识别率达100%,且根据长石的474 cm-1、513 cm-1峰位判断样品中的长石可能为碱性长石中的冰长石;在页岩光薄片的采集区域内识别率为99%~100%,计算各类矿物含量约为石英18%,方解石27%,白云石5%,碳质50%,与薄片鉴定中所获得的矿物信息相似,含量差距在1%~5%。并进一步通过获得的碳质物(1335~1348 cm-1、1597~1605 cm-1)拉曼光谱图和拉曼特征参数进行观察分析,判断该岩石中至少存在两种以上不同的有机质类型,计算该样品中有机质拉曼反射率(RmcRo%)为2.46%~2.95%,其中类型Ⅰ介于2.56%~2.95%,类型Ⅱ介于2.48%~2.81%,前者含量约占扫描范围内有机质总数的72%,后者约为28%。表明该技术在不同形态样品中的实际应用效果良好,可以直观地判断扫描区域内的微细矿物组分、含量以及有机质组成、含量和热演化度等,为非常规油气储层研究提供一种更准确、直观和便捷的分析手段。 展开更多
关键词 激光拉曼光谱法 快速成像方法 矿物鉴定 单矿物 页岩 有机质热演化度 有机质类型
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硅基微腔的制备及其近红外发光性能研究
3
作者 周晓雨 耿智蔷 +1 位作者 彭鸿雁 赵世华 《化工新型材料》 北大核心 2026年第1期90-94,共5页
为研究硅基材料的近红外发光特性,采用脉冲激光刻蚀技术,在一定的激光参数下(激光能量250mJ、重复频率1Hz、脉冲宽度30ns、光斑直径150μm)对单晶硅进行激光刻蚀,得到硅基微腔样品。通过扫描电子显微镜观察发现硅基微腔边缘有群簇结构... 为研究硅基材料的近红外发光特性,采用脉冲激光刻蚀技术,在一定的激光参数下(激光能量250mJ、重复频率1Hz、脉冲宽度30ns、光斑直径150μm)对单晶硅进行激光刻蚀,得到硅基微腔样品。通过扫描电子显微镜观察发现硅基微腔边缘有群簇结构产生。拉曼光谱分析表明,硅基微腔样品在694nm附近出现特征发光峰,该发光峰是由于硅基微腔边缘群簇结构中横向光学声子振动的特征发光。退火处理后的硅基微腔样品发光峰出现红移现象,发光峰从可见光波段的694nm逐渐红移到近红外光波段的878nm。利用脉冲激光沉积法对硅基微腔样品进行沉积,将激光聚焦到Si靶表面,使其溅射出等离子体,等离子体沉积到微腔样品上,得到镀膜硅基微腔样品。镀膜硅基微腔样品在900nm处出现近红外发光峰,该近红外光波段的发光峰可能是由于硅沉积到群簇中形成Si—Si键产生的。经1000℃退火后,样品在940nm处出现Si—Si键的近红外发光峰,较未退火样品出现红移现象,这种红移现象可能是由于高温退火促使微腔群簇晶化导致的。 展开更多
关键词 硅基微腔 激光刻蚀 脉冲激光沉积 拉曼光谱 近红外发光
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锥形波前泵浦实现小型化高光束质量气体拉曼激光
4
作者 刘振松 徐铭昊 +7 位作者 王颜超 刘宇辉 蔡向龙 徐明 孙景露 宋素雅 李庆伟 郭敬为 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第1期8-17,共10页
为了实现拉曼激光装置的小型化并抑制激光诱导击穿现象,利用锥透镜将泵浦激光调制成贝塞尔光束以实现受激拉曼变频。实验结果表明,增益介质的气压,泵浦光的直径,锥透镜的底角均对光子转化效率产生影响。在3.5 MPa甲烷中,1 064 nm波长、 ... 为了实现拉曼激光装置的小型化并抑制激光诱导击穿现象,利用锥透镜将泵浦激光调制成贝塞尔光束以实现受激拉曼变频。实验结果表明,增益介质的气压,泵浦光的直径,锥透镜的底角均对光子转化效率产生影响。在3.5 MPa甲烷中,1 064 nm波长、 366 mJ脉冲能量的泵浦光能够产生128 mJ的1 543 nm前向拉曼激光,光子转化效率达到50.7%,且有望在更高气压和更高泵浦能量下实现更高转化效率。遮挡锥透镜中心圆角尖端,仍可保留97 mJ的拉曼激光脉冲能量,此时光束质量β=2.19。实验验证了拉曼池可设计为长度0.4 m而不损坏窗口。综合多个实验结果可以推论,在不牺牲转化效率的前提下,拉曼池可以进一步缩短至0.3 m。通过轴向移动锥透镜在长拉曼池内的位置,可调节前后向斯托克斯光的输出比例。 展开更多
关键词 激光器与激光光学 非线性光学 锥透镜 小型化 受激拉曼散射
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Langdon效应下离子碰撞对背向散射竞争的影响
5
作者 张殊卿 李晓冉 +1 位作者 邱捷 郝亮 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第1期34-40,共7页
背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射是激光聚变中广泛存在的两种激光等离子体不稳定性。为了深入理解两者之间的竞争过程,通过求解包含超高斯电子分布函数的五波耦合方程,并考虑了离子-离子碰撞对离子极化率的修正,分析了CH等离子体... 背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射是激光聚变中广泛存在的两种激光等离子体不稳定性。为了深入理解两者之间的竞争过程,通过求解包含超高斯电子分布函数的五波耦合方程,并考虑了离子-离子碰撞对离子极化率的修正,分析了CH等离子体中Langdon效应和离子碰撞对两种不稳定性竞争关系和反射率的影响,研究结果表明,Langdon效应既可以改变背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射的色散关系,也可以改变电子等离子体波和离子声波的阻尼,而离子-离子碰撞的修正则主要是改变背向受激布里渊散射的色散关系和离子声波的阻尼,两者都可以使背向受激拉曼散射在密度相对更低的条件下在与背向受激布里渊散射的竞争中占据优势。 展开更多
关键词 激光等离子体不稳定性 受激拉曼散射 受激布里渊散射 Langdon效应 离子碰撞
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柳江盆地髫髻山组凝灰岩地球化学与熔体包裹体水含量特征 被引量：2
6
作者 赵汇珍 陈勇 +1 位作者 涂聪 冯艳伟 《岩矿测试》 CAS 北大核心 2025年第1期88-101,共14页
水作为岩浆体系中最主要的挥发组分,对岩浆的形成和演化有重要的影响,柳江盆地髫髻山组岩浆岩是燕山期火山活动的重要产物,尽管前人对其地球化学特征进行了大量研究,但关于柳江盆地燕山期岩浆中的水含量仍不清楚。熔体包裹体记录了原始... 水作为岩浆体系中最主要的挥发组分,对岩浆的形成和演化有重要的影响,柳江盆地髫髻山组岩浆岩是燕山期火山活动的重要产物,尽管前人对其地球化学特征进行了大量研究,但关于柳江盆地燕山期岩浆中的水含量仍不清楚。熔体包裹体记录了原始岩浆信息,是获取岩浆水含量特征的最直接样品。本文基于全岩地球化学分析,利用标准样品建立了显微激光拉曼光谱定量熔体包裹体水含量的标定曲线,并对柳江盆地髫髻山组下部流纹质岩屑-晶屑凝灰岩中石英斑晶内的原生熔体包裹体进行了水含量定量分析。结果表明:髫髻山组下部凝灰岩样品具有富Si、Al、大离子亲石元素富集、高场强元素亏损、轻稀土富集、重稀土亏损、负Eu异常、Sr含量低等特点;熔体包裹体中水含量的定量分析结果为0.99%~4.98%,平均水含量为2.62%,与前人统计的酸性岩浆水含量基本一致。地球化学特征和熔体包裹体水含量分析结果共同揭示了研究区髫髻山期早期为富水酸性岩浆。结合髫髻山期样品的熔体包裹体水含量测定结果及其早期的大规模火山喷发背景,本文认为岩浆中高含水量增强了岩浆系统的喷发动力,是诱发研究区髫髻山期早期大规模火山爆发的有利因素之一。 展开更多
关键词 柳江盆地 髫髻山组 凝灰岩 熔体包裹体 水含量 显微激光拉曼光谱法
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四川盆地简阳地区二叠系火山岩储层高密度甲烷包裹体特征及意义
7
作者 陈珺朗 刘小洪 +6 位作者 谭聪 冯明友 谷志东 袁苗 李秋芬 张超 唐洪明 《地质论评》 北大核心 2025年第5期1701-1715,共15页
四川盆地西部简阳地区二叠系火山岩储层内首次发现高密度甲烷包裹体,为火山岩气藏成因判识研究提供新的证据。笔者等以四川盆地简阳地区二叠系角砾熔岩及角砾凝灰岩的甲烷包裹体、盐水包裹体及沥青为研究对象,开展岩石学矿物学、拉曼光... 四川盆地西部简阳地区二叠系火山岩储层内首次发现高密度甲烷包裹体,为火山岩气藏成因判识研究提供新的证据。笔者等以四川盆地简阳地区二叠系角砾熔岩及角砾凝灰岩的甲烷包裹体、盐水包裹体及沥青为研究对象,开展岩石学矿物学、拉曼光谱分析及包裹体测温等研究。结果表明,甲烷包裹体的甲烷拉曼位移峰为2909.78~2912.47 cm^(-1)、密度为0.21~0.34 g/cm^(3),具有高密度甲烷包裹体的特征。甲烷包裹体及焦沥青拉曼镜质体反射率(RMVRo)为3.32%~3.78%,指示储层的热演化程度较高。其中,甲烷包裹体内含C_(2)H_(6)、C_(3)H_(8)、SO_(2)等成分且储层中大量分布焦沥青,暗示气藏与古油藏裂解有关;与甲烷包裹体伴生的盐水包裹体均一温度为129.6~190.5℃(平均为165.8℃),该温度下流体包裹体P—V—T数值模拟结果表明石英和方解石内与烃类伴生的盐水包裹体的捕获压力为85.4~135.6 MPa、对应地层压力系数达1.9~2.3,反映储层具异常高压特征。简阳地区二叠系火山岩气藏中高密度甲烷包裹体为油藏裂解有关的异常高压所致,区内高密度的纯甲烷包裹体是裂解气藏富集的重要证据。综合高密度甲烷包裹体密度、组分及捕获温度可示踪裂解气藏演化过程。 展开更多
关键词 简阳地区 二叠系 火山岩储层 原油裂解 激光拉曼 高密度甲烷包裹体
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下古生界烃源岩成熟度研究进展及存在问题
8
作者 郑晓薇 姜福杰 +1 位作者 张宇 周静琪 《石油实验地质》 北大核心 2025年第3期569-579,共11页
中国下古生界海相烃源岩普遍处于高—过成熟阶段,且由于缺乏镜质体,下古生界地层的成熟度评价一直是深地油气勘探的技术难点。对基于有机岩石学、地球化学及光谱的有机质成熟度评价方法进行系统归纳,探讨各类成熟度参数在下古生界高—... 中国下古生界海相烃源岩普遍处于高—过成熟阶段,且由于缺乏镜质体,下古生界地层的成熟度评价一直是深地油气勘探的技术难点。对基于有机岩石学、地球化学及光谱的有机质成熟度评价方法进行系统归纳,探讨各类成熟度参数在下古生界高—过成熟烃源岩中的适用性,以期为深地油气资源勘探提供指导。重点分析了笔石表皮体反射率、芳烃分子标志物参数、拉曼光谱参数,并指出存在的问题与发展趋势:(1)笔石表皮体反射率因其热敏感性而被广泛应用于表征下古生界地层成熟度,但不同类型的笔石表皮体具有不同的反射率升高速率,并在生气窗出现“反射率异常”现象;(2)芳烃化合物(如菲系列和二苯并噻吩系列)及相关参数(如甲基菲指数MPI-1和甲基二苯并噻吩中的4-MDBT/1-MDBT)的热稳定性表现敏感,可成为有效的成熟度评价参数,但也受初始有机质类型及环境的影响;(3)拉曼光谱可通过D1峰和G峰的相关参数来表征分子结构和成熟度变化,但由于不同实验室的仪器、采用波长和解谱方式的差异,不利于通用对比。通过进一步总结成熟度参数的理论基础和适用范围,指出矿物催化、辐射效应和热模拟实验对参数适用性的影响,提出多参数联合分析可提升成熟度评价的准确性,但校准方法仍需优化。 展开更多
关键词 激光拉曼 分子标志化合物 笔石表皮体反射率 成熟度 下古生界
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飞秒激光制备高红外吸收SiC表面
9
作者 郭明瑞 赵智炎 +4 位作者 李健 王燕 李爱武 徐颖 于颜豪 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第6期1767-1774,共8页
通过飞秒激光加工技术提高SiC在红外波段(尤其在10.3~12.6μm内)的光吸收率,以解决传统加工技术难以精细加工且吸收率低的问题.采用飞秒激光直写技术,通过改变激光加工的关键参数,在SiC表面生成特定微纳结构,并用扫描电子显微镜和Raman... 通过飞秒激光加工技术提高SiC在红外波段(尤其在10.3~12.6μm内)的光吸收率,以解决传统加工技术难以精细加工且吸收率低的问题.采用飞秒激光直写技术,通过改变激光加工的关键参数,在SiC表面生成特定微纳结构,并用扫描电子显微镜和Raman光谱仪对加工后的样品表面形貌和光学特性进行分析.结果表明:通过飞秒激光加工可有效调制SiC的表面形态,其红外吸收率显著提高,吸收效率最高可达92%;微纳结构可降低材料的反射率,并增强表面声子极化激元的激发,从而增强材料的红外光吸收能力. 展开更多
关键词 超快激光 减反射 剩余射线带 RAMAN光谱
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四川盆地元坝地区二叠系茅口组流体包裹体特征及其成藏指示
10
作者 邓剑 宁科科 +4 位作者 李让彬 蒋杰 邹玉涛 袁龙 田亚铭 《矿物岩石》 北大核心 2025年第2期151-159,共9页
四川盆地二叠系茅口组油气资源丰富,元坝地区茅口组油气勘探虽有发现,但油气成藏期次与成藏过程认识存在分歧,勘探潜力认识不明。为此,本次研究从流体包裹体入手,采用薄片观察,包裹体均一温度与盐度测定、激光拉曼等分析手段,并结合埋藏... 四川盆地二叠系茅口组油气资源丰富,元坝地区茅口组油气勘探虽有发现,但油气成藏期次与成藏过程认识存在分歧,勘探潜力认识不明。为此,本次研究从流体包裹体入手,采用薄片观察,包裹体均一温度与盐度测定、激光拉曼等分析手段,并结合埋藏-热演化史,对元坝地区茅口组油气成藏过程进行深入研究。结果表明:元坝地区茅口组流体包裹体的宿主矿物主要为孔洞方解石胶结物,捕获两期流体包裹体。第一期包裹体以气液两相盐水包裹体和气液两相含烃包裹体为主,气相成分主要为CH4,宿主矿物为第2期方解石,盐水包裹体均一温度集中在85~115℃,盐度w(NaCl)为0.53%~19.99%。第二期流体包裹体赋存在第三期方解石宿主矿物中,发育气液两相盐水包裹体、气液两相含烃包裹体、气烃包裹体以及少量沥青包裹体,同期盐水包裹体均一温度主要集中在115~160℃,盐度w(NaCl)为0.88%~20.07%。包裹体均一温度指示元坝地区茅口组油气连续充注,两期盐水包裹体盐度整体呈正态分布,表现为低盐度特征,流体包裹体温度-盐度无明显相关性,显示该地区地层封闭性可能遭到过破坏。结合地层埋藏史分析,由于该区溶蚀孔洞充填较早,缺乏显著的原生油藏形成阶段,天然气充注时间主要在早侏罗世之后。该区目前发现的气藏主要为干酪根裂解生气,伴随着少量的原油裂解气,因构造调整捕获而成,天然气聚集成藏潜力有限。 展开更多
关键词 茅口组 流体包裹体 激光拉曼 均一温度 油气成藏 四川盆地
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山东典型萤石矿的宝石矿物学特征研究
11
作者 宋晓媚 王小玉 +5 位作者 左晓敏 张震 张保涛 郭伟 柳森 葛瑞臣 《山东国土资源》 2025年第7期10-18,共9页
萤石作为我国重要的战略性矿产资源,广泛应用于冶金、玻璃和陶瓷等工业领域。萤石因其丰富多彩的颜色、显著的荧光特性与较好的结晶习性,深受矿物收藏者的青睐。目前,针对烟台蓬莱巨山沟、临沂郯城房庄和青岛平度三合山等地典型萤石矿... 萤石作为我国重要的战略性矿产资源,广泛应用于冶金、玻璃和陶瓷等工业领域。萤石因其丰富多彩的颜色、显著的荧光特性与较好的结晶习性,深受矿物收藏者的青睐。目前,针对烟台蓬莱巨山沟、临沂郯城房庄和青岛平度三合山等地典型萤石矿的宝石学、矿物学特征尚未得到系统研究。鉴于此,本文通过手标本观察、常规宝石学实验、激光显微拉曼光谱、电子探针显微分析以及原位LA ICP MS等测试手段,对山东典型萤石矿的基本属性、结构、谱学特征、成矿流体来源和形成环境等进行了详细表征。结果表明,萤石拉曼光谱的谱线特征可划分为2类:Ⅰ类拉曼峰值仅位于322 cm^(-1),为典型萤石谱图;Ⅱ类拉曼峰值除位于322 cm^(-1)外,还存在800~3000 cm^(-1)的5组谱带,与稀土元素有关。微量元素地球化学揭示,青岛平度三合山地区萤石稀土元素配分模式为平坦型,典型Eu负异常,结晶温度较高,且处于还原环境,成矿流体主要源于大气降水;而临沂郯城房庄和烟台蓬莱巨山沟地区萤石,显示Eu正异常,结晶温度较低且处于氧化环境,前者成矿流体为海水和大气降水混合流体,而后者主要为源于海水。 展开更多
关键词 萤石 宝石矿物学特征 拉曼光谱 微量元素地球化学 山东省
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广西桂林磷氯铅矿的振动光谱表征
12
作者 钱雪雯 刘衔宇 +1 位作者 李净净 袁野 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期735-741,共7页
广西桂林产出的磷氯铅矿,颜色鲜艳,晶体完整,深受矿物及宝石收藏爱好者们的青睐。选取6颗广西桂林产不同颜色的磷氯铅矿样品。采用能量色散X射线荧光光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪及X射线粉晶衍射仪对样品的化学成分及振动光谱进行测... 广西桂林产出的磷氯铅矿,颜色鲜艳,晶体完整,深受矿物及宝石收藏爱好者们的青睐。选取6颗广西桂林产不同颜色的磷氯铅矿样品。采用能量色散X射线荧光光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪及X射线粉晶衍射仪对样品的化学成分及振动光谱进行测试,以探讨其振动光谱与化学组成(类质同象)和晶体结构之间的关系。结果表明,其主要化学组成元素为Pb,其次是P和Cl;中红外及拉曼光谱主要表征了PO_(4)^(3-)的弯曲和伸缩振动,其中300 cm^(-1)以下的谱带与晶格振动有关,882/822 cm^(-1)处可见AsO_(4)^(3-)的反对称伸缩振动,1461 cm^(-1)处则与CO_(3)^(2-)振动有关,表明在广西桂林磷氯铅矿结构中,CO_(3)^(2-)和AsO_(4)^(3-)少量取代了其中的PO_(4)^(3-);近红外光谱测试表明,样品中存在与过渡金属离子Fe^(2+)和Cu^(2+)相关的谱带,说明Fe^(2+)和Cu^(2+)可能同时取代了Pb 2+,存在于晶体结构中;4000~8000 cm^(-1)区域主要显示了磷酸根离子、砷酸根离子以及两者的合频和倍频,水分子、羟基、羟基与金属离子的合频和倍频,并证实了样品中存在结晶水、结构水和吸附水,其中通道离子Cl部分被OH取代;综合中红外、近红外以及拉曼光谱分析结果表明,广西桂林磷氯铅矿样品中广泛存在着类质同象,该现象导致磷酸根离子对称性降低,结构产生畸变,谱带发生分裂及位移。同时X射线粉晶衍射表明类质同象对晶胞参数a_(0)和b_(0)基本没有影响,c_(0)在较小范围内波动。 展开更多
关键词 磷氯铅矿 近红外吸收光谱 中红外吸收光谱 激光拉曼光谱
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镀镱硅基微腔的发光性能研究
13
作者 周晓雨 彭鸿雁 赵世华 《化工新型材料》 北大核心 2025年第6期83-87,93,共6页
利用激光刻蚀技术,在一定的激光参数下(激光能量250mJ、重复频率1Hz、脉冲宽度30ns、光斑直径150μm)对单晶硅进行刻蚀,4s后得到了硅基微腔样品。利用准分子外延设备,对样品进行了脉冲激光沉积实验。真空环境中对镱靶进行沉积,在微腔表... 利用激光刻蚀技术,在一定的激光参数下(激光能量250mJ、重复频率1Hz、脉冲宽度30ns、光斑直径150μm)对单晶硅进行刻蚀,4s后得到了硅基微腔样品。利用准分子外延设备,对样品进行了脉冲激光沉积实验。真空环境中对镱靶进行沉积,在微腔表面镀上一层Yb^(3+)膜。拉曼光谱检测结果表明:在694nm和580nm处出现了特征峰,该双峰特性可能与硅镱键发光有关。随后,将掺Yb的微腔样品放入1000℃的高温管式炉中进行退火处理。退火后的样品经拉曼光谱检测,发现630nm处的硅氧特征峰,属于Si—O—Si桥键的局域态发光,并伴随580nm处硅镱键的特征发光。 展开更多
关键词 激光刻蚀 脉冲激光沉积 拉曼光谱
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一种基于激光光谱融合检测技术的废旧塑料分类方法
14
作者 房家萱 董茜文 +3 位作者 徐梓睿 曲东明 杨光 孙慧慧 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第9期2484-2490,共7页
塑料是一种生活中常用的高分子聚合物,随着废旧塑料数量的不断增加,造成的环境污染越来越严重,废旧塑料的分类和回收已经成为一个紧迫的问题。不同种类塑料需要不同的回收方式,因此研究塑料的分类方法具有重要意义。激光诱导击穿光谱技... 塑料是一种生活中常用的高分子聚合物,随着废旧塑料数量的不断增加,造成的环境污染越来越严重,废旧塑料的分类和回收已经成为一个紧迫的问题。不同种类塑料需要不同的回收方式,因此研究塑料的分类方法具有重要意义。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种以原子发射光谱为基础的元素分析技术,具有分析快、无需样品预处理、原位分析等优势。拉曼光谱技术(RS)是一种以拉曼散射理论为基础的分子结构表征分析技术,具有多元素同时分析、样品量要求低、对样品损害小等优势。将利用LIBS技术和RS技术采集塑料的原子和分子两个角度的光谱信息,并将两个角度的光谱信息进行拼接得到融合光谱。利用LIBS光谱、RS光谱、融合光谱分别结合随机森林机器学习算法(RF)构建模型,对塑料进行分类识别,通过对三个模型分类准确率的对比,得出融合光谱可以提高分类准确率的结论。在构建模型的过程中,在相同测试集数量的情况下,训练集数量对模型构建时间以及分类准确率都有影响,针对不同的测试集与训练集比例进行准确率和模型构建时间的实验,得到测试集与训练集比例1∶3最合适的结论,并达到了96%的准确率。除了训练集的影响,光谱数据的预处理方法对塑料融合光谱的分类准确率也有影响,实验利用稀疏度基线估计去噪法处理融合光谱数据,并重新构建模型,将塑料的分类准确率提升到100%。实验结果表明,在测试集与训练集比例为1∶3时,融合光谱数据对比单一光谱数据在分类准确率上有明显的优势,且经过预处理的融合光谱数据分类准确率可以提高到100%。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 拉曼光谱 融合光谱 随机森林 光谱预处理
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基于自发拉曼光谱的平面火焰组分和温度测量实验研究
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作者 成泽牧 杨超博 +2 位作者 刘艳 邵卫卫 徐祥 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第S1期650-656,共7页
激光自发拉曼光谱因其具备高时空分辨的多组分同步测量能力,是目前最有效的非接触式光学诊断技术之一,因而被广泛应用于燃烧诊断中。然而在燃烧环境中,由于拉曼散射信号较弱且容易受到荧光等背景信号的干扰,其实际应用仍面临许多技术问... 激光自发拉曼光谱因其具备高时空分辨的多组分同步测量能力,是目前最有效的非接触式光学诊断技术之一,因而被广泛应用于燃烧诊断中。然而在燃烧环境中,由于拉曼散射信号较弱且容易受到荧光等背景信号的干扰,其实际应用仍面临许多技术问题。因此,本研究旨在通过搭建一套基于脉冲可调激光器、高通量消色差透镜组和透射光栅光谱仪的拉曼光谱测量系统,在甲烷/空气预混火焰McKenna燃烧器上开展了温度和主要组分浓度的测量实验,采用混合矩阵反转算法实现了六种主要燃烧产物(CO_(2)、O_(2)、CO、N_(2)、H_(2)O、H_(2))组分浓度和燃烧温度的定量测量,测量相对误差小于6%。在实验中通过对不同工况下的火焰进行了广泛测试,确保了数据的全面性和准确性。实验结果表明,本文搭建的测量系统能够准确地测量平面火焰中的温度和组分浓度,通过混合矩阵反演算法,有效减少了荧光干扰对拉曼信号的影响,显著提高了拉曼信号的质量,进而提高了温度和组分浓度的测量精度,为预混合燃烧火焰的精确分析提供了新的技术手段,并为燃气轮机等高效燃烧设备的实时诊断提供了支持。拉曼光谱能够在高温火焰中实现实时、非接触的测量,具有较高的空间分辨率和良好的环境适应性,能够为燃烧过程的监测与优化提供重要数据支持。综上所述,本研究为拉曼光谱技术在燃烧研究中的应用提供了新的思路,并显著提高了测量精度。 展开更多
关键词 拉曼光谱 温度测量 激光诊断技术 预混火焰
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1 064nm泵浦乙烷1.55μm拉曼激光研究
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作者 王海洋 徐明 +5 位作者 蔡向龙 刘栋 孙景露 钱飞宇 李俊涛 郭敬为 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期8-13,共6页
受激拉曼散射(SRS)作为一种高效的激光频率改变方法,受到广泛关注。但是拉曼激光也存在着明显的不足,其波长缺少连续调谐的能力,因此需要开发更多的拉曼活性介质,提高拉曼频移覆盖密度。以波长为1 064 nm的激光作为泵浦源,以高压乙烷作... 受激拉曼散射(SRS)作为一种高效的激光频率改变方法,受到广泛关注。但是拉曼激光也存在着明显的不足,其波长缺少连续调谐的能力,因此需要开发更多的拉曼活性介质,提高拉曼频移覆盖密度。以波长为1 064 nm的激光作为泵浦源,以高压乙烷作为拉曼活性介质,产生了波长为1 550 nm的一阶拉曼(S_(1)),实验过程中未发现明显后向拉曼和高阶拉曼,通过优化实验条件,降低激光诱导击穿(LIB),使S_1的光子转化效率提高到了20.7%,最高脉冲能量达到21.2 mJ。并且首次测量了乙烷对1.55 μm激光的吸收系数和吸收截面,它们分别是5.71×10^(-8) m^(-1)·Pa^(-1)和2.35×10^(-24)cm^(2)。 展开更多
关键词 受激拉曼散射 1.55μm激光 转化效率 吸收系数 乙烷
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4.5 kW,1050 nm双端输出近单模全光纤激光振荡器
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作者 李科 叶云 +6 位作者 李欣然 丁欣怡 徐小勇 粟荣涛 王小林 宁禹 习锋杰 《物理学报》 北大核心 2025年第10期135-142,共8页
随着工业应用对激光器性能要求的不断提高,基于单一谐振腔结构实现两路激光同步输出的双端输出光纤激光器具有广阔的应用前景.本文首先基于光纤稳态速率方程建立了1050 nm双端输出振荡器理论模型,仿真分析增益光纤长度与输出功率、效率... 随着工业应用对激光器性能要求的不断提高,基于单一谐振腔结构实现两路激光同步输出的双端输出光纤激光器具有广阔的应用前景.本文首先基于光纤稳态速率方程建立了1050 nm双端输出振荡器理论模型,仿真分析增益光纤长度与输出功率、效率和受激拉曼散射效应强度间的关系.实验上搭建中心波长为1050 nm的高功率双端输出全光纤激光振荡器,详细研究了不同泵浦方式下(单向泵浦、双向泵浦)1050 nm双端输出光纤激光器的输出特性.在总泵浦功率为5262 W时,首次实现了A端输出功率1419 W,B端输出功率3051W,总输出功率为4470 W的1050 nm近单模双端激光输出,激光器光光转换效率达到84.9%,A端和B端测得的光束质量因子M~2分别为1.27和1.31.进一步优化增益光纤长度,有效抑制了放大自发辐射和受激拉曼散射效应,最大输出功率下A端和B端的拉曼抑制比分别提升约6.6 dB和8.1 dB.实验结果为设计和实现高功率高光束质量短波长双端输出光纤激光器提供参考. 展开更多
关键词 双端输出 光纤振荡器 近单模 受激拉曼散射
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SERS激光光谱技术联用原理与研究进展
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作者 纪昌 岳远霞 《光电工程》 北大核心 2025年第9期64-83,共20页
表面增强拉曼散射(SERS)凭借金属纳米结构的局域表面等离子体共振效应,可实现分子水平的高灵敏度检测,但其在元素分析、抗干扰能力等方面存在局限。系统综述了SERS与激光诱导击穿光谱(LIBS)、荧光光谱等激光光谱技术的联用原理与研究进... 表面增强拉曼散射(SERS)凭借金属纳米结构的局域表面等离子体共振效应,可实现分子水平的高灵敏度检测,但其在元素分析、抗干扰能力等方面存在局限。系统综述了SERS与激光诱导击穿光谱(LIBS)、荧光光谱等激光光谱技术的联用原理与研究进展。首先阐述了SERS的电磁增强与化学增强机制,以及LIBS(基于等离子体发射光谱的元素分析)和荧光光谱(基于电子跃迁的分子特性表征)的基本原理;随后重点分析了联用技术的协同机制,即SERS与LIBS联用通过分子指纹与元素组成的互补实现多尺度分析,SERS与荧光光谱联用借助信号猝灭/增强的动态平衡实现多维度表征;进一步总结了联用技术在生物医学(如肿瘤标志物检测、细胞成像)、环境监测(如污染物分析)、食品安全(如毒素检测)等领域的前沿应用,包括数据融合策略、功能化基底设计及信号放大技术的创新;最后探讨了当前面临的技术挑战(如信号干扰、设备集成)与未来发展方向(如微型化、智能化)。旨在为SERS联用技术的深入研究与实际应用提供全面参考。 展开更多
关键词 表面增强拉曼散射 激光诱导击穿光谱 荧光光谱 生物医学 环境监测
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高-过成熟海相页岩有机质热演化成熟度评价方法适用性对比——以渝西地区五峰组-龙马溪组为例
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作者 蒲俊伟 梁静怡 +3 位作者 张海杰 牟泳澄 尤静仪 梁霄 《天然气勘探与开发》 2025年第6期30-40,共11页
四川盆地下古生界海相页岩具有地质时代古老、缺乏镜质体且有机质热演化程度高的特征,传统有机质热演化成熟度评价方法的适用性受限。为了精准表征渝西地区奥陶系上统五峰组—志留系下统龙马溪组页岩有机质热演化程度,系统对比了显微光... 四川盆地下古生界海相页岩具有地质时代古老、缺乏镜质体且有机质热演化程度高的特征,传统有机质热演化成熟度评价方法的适用性受限。为了精准表征渝西地区奥陶系上统五峰组—志留系下统龙马溪组页岩有机质热演化程度,系统对比了显微光度计法与激光拉曼光谱法测定过成熟页岩有机质热演化成熟度的差异性及各自的适用性。研究结果表明:①两种方法均指示渝西地区五峰组—龙马溪组处于有机质热演化过成熟阶段;②受固体沥青成分复杂性、多期次成因及光性结构各向异性的影响,显微光度计法计算的等效镜质体反射率数据离散性显著,并且易受矿物基质干扰和经验公式区域性差异制约,导致成熟度评估值系统性偏低;③基于分峰拟合的峰高比计算的成熟度数据集中度高、误差小,表明该方法具有微区分析能力,受样品非均质性影响小且能原位捕捉有机质石墨化特征,能更精准地表征高—过成熟页岩有机质演化程度。结论认为,激光拉曼光谱法用于无镜质体的海相过成熟页岩有机质热演化成熟度评价,其在准确性、稳定性和抗干扰性等方面均优于显微光度计法,可以作为首选方法。 展开更多
关键词 四川盆地渝西区块 奥陶系上统五峰组 志留系下统龙马溪组 固体沥青反射率 有机质成熟度 激光拉曼光谱
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激光钎涂金刚石残余应力的有限元分析及实验研究
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作者 朱宏涛 秦建 +3 位作者 井培尧 苏旭 赵赫 宋昕怡 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第12期3077-3083,共7页
基于宏观形貌将金刚石模型简化为六八面体,建立了激光钎涂金刚石的有限元模型,并对此模型进行了钎料爬升方面的优化。得到了金刚石涂层最大残余应力的分布特征,并结合实验探究了最大残余应力对涂层表面缺陷的作用机制。拉曼光谱对金刚... 基于宏观形貌将金刚石模型简化为六八面体,建立了激光钎涂金刚石的有限元模型,并对此模型进行了钎料爬升方面的优化。得到了金刚石涂层最大残余应力的分布特征,并结合实验探究了最大残余应力对涂层表面缺陷的作用机制。拉曼光谱对金刚石焊后残余应力的实测趋势与计算结果吻合较好,金刚石焊后残余应力为压应力。最后,结合耐磨实验探究了金刚石焊后残余应力对涂层耐磨失效的影响机制。结果表明,金刚石受到适当的残余压应力有助于提高钎料层对金刚石的把持力,随着金刚石焊后残余应力的提高,涂层耐磨性能呈现先增强后下降的趋势。 展开更多
关键词 激光钎涂 金刚石 残余应力 拉曼光谱 耐磨失效
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