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stimulated raman scattering old physics new applications

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2. Theoretical background

A schematic diagram of SRS is shown in Fig. 1. The incident light at frequency ω1 produces spontaneous Raman scattering at frequency ω2. In the simplest form, it can be considered as a loss of one quantum at frequency ω1 and a gain of another at frequency ω2. If we consider the average number of quanta in a single mode of the wave ω2 per unit length, , then (see, for

example, [6])(1)where α2

is a linear absorption, and (2)Here, ε1, ε2 is the dielectric function at corresponding light frequencies, ρi , ρf are the populations of the two states, i and f , d σ/d Ω is the differential Raman cross-section, E 1 is the amplitude of the electric field on the incident frequency, and function g (?Δω) describes the density of states for the Raman transition, i.e. the shape of the Raman line (here, and later we consider only the on resonant transition, i.e. g (0) = 1). Eqs. (1–2) describe the major underlying physics of SRS. From Eq. (1), it is clear that if the Raman gain, G R , exceeds the absorption loss in the medium, the number of photons at frequency ω2 will experience an exponential growth with the distance of the wave's propagation, L .To characterize this amplification process, it is intuitive to introduce a factor of merit,

F .O .M . =

G R L . Assuming that there is no self-focusing, one can see that Raman gain is

proportion to the incident light intensity, which, in its turn proportion to the incident power

and inverse proportional to the square area of the cross-section, A . For a diffraction-limited beam, , and , where w 0 is the beam-waist, λ1 is the wavelength of light.

Evaluation of the figure of merit leads to conclusion that the efficiency of Raman amplification

depends only on the incident power of the laser beam. This result has an important consequence

for the light generation via SRS process: for a given input power, only a certain gain can be

achieved. To achieve a substantial energy level in the amplified pulse one has to provide a

strong enough seed pulse to overcome the gain limitation in low pump power SRS amplifier

system.

The second important observation is related to the energy balance. Assuming that there is no

phase-matching, and no significant anti-Stokes wave is generated, the residual energy (?ω1 –

?ω2) will be converted into heat. Further assuming a thermal energy balance, one can calculate

the temperature rise of the irradiated volume to be 10's of mK [7–8]. This temperature rise

happens in a very short period of time resulting in thermoelastic expansion of the sample

leading to the generation of photoacoustic waves [9]. The later can be detected by an externally

placed ultrasonic transducer [9–10]. If two waves are incident upon the medium with a

vibrational frequency Ω, the maximum signal detected by a transducer will be achieved when

the difference frequency is exactly equal the frequency of vibrational transition. By varying

the position of one frequency with respect to the other and by simultaneous measurement the

amplitude of photoacoustic wave, one can obtain the Raman spectrum of the medium [11–

12]. Alternatively, by setting the difference frequency to be equal to the vibrational frequency

of a certain chemical, i.e. ω1–ω2 = Ω, and scanning the position of the sample by simultaneous

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detecting the amplitude of the photoacoustic wave, the distribution of a specific chemical

substance, characterized by the Raman transition, Ω, will be recorder [8].

3. High repetition rate Raman amplifier Optical frequency conversion of ultrashort laser pulses is an indispensible way of extending the tunability of laser radiation. The most common approach to attain widely tunable ultrashort laser pulses is to use optical parametric oscillator [13] or parametric amplifier [14–15] for down-conversion and sum frequency generation for up-conversion. Many spectroscopic applications, such as microspectroscopy, cannot utilize a lot of energy due to the intensity constrains in the focal plane of the laser beam and would greatly benefit from the availability of broadly tunable laser sources at the repetition rate of the order of 1 MHz. In the same time,for applications like UV Raman spectroscopy it is important to maintain a narrow band pulse in order to preserve the adequate spectral resolution.As it was pointed out earlier, the major difficulty of achieving light amplification by means of SRS is the lack of the sufficient input power of the pump pulse. We have recently solved this problem by providing a strong seed pulse to minimize the gain requirements.The seed pulse is provided through broadband continuum generation in Ge-doped fiber (Nufern, Inc.). The schematic of the experimental set-up is shown in Fig. 2. In brief, picosecond pulses from a low-repetition rate Nd:YVO 4 oscillator [16] are further amplified in a four-pass diode-pumped Nd:YVO 4 amplifier. The output is split in such a way that about 1 μJ is sent into 1-meter-long fiber, and the rest of the energy is used to pump a 20-mm-long YVO 4 crystal.The later has been choose because of it is wide availability and a strong Raman cross-section.A typical Raman-loss spectrum is shown in Fig. 3 for different polarization orientations for two incident beams. The strongest line corresponds to the Raman transition at 880 cm ?1 with the characteristic full-width-half-maximum linewidth, Γ = 3 cm ?1. The output spectrum from a fiber is shown in Fig.

4. Strong Raman cross-section of Ge-doped fibers promotes stimulated

Raman scattering in those fibers, leading to a very power, red-shifted continuum generation in

those fibers [16–17]. With as little as 1 μJ of the pump energy, we were able to achieve almost

50% efficient energy conversion of the pump into the first Stokes component at 1174 nm. The

output beam maintains the diffraction-limited spatial profile, while the pulse-duration gets

somewhat shorten to about 6-ps. As much as 3 W of the amplified 1174-nm radiation is

achieved, when full laser power is used to pump the Raman crystal. No degradation to the mode

quality and/or pulse duration is observed in this high power regime. Multiple harmonics are

routinely generated in proper nonlinear crystals giving rise to a discretely tunable light source

in near-IR, visible, UV and deep-UV.

4. SRS photoacoustic imaging

In the previous set of experiments, when the maximum pump is used, we observe that the

residual energy, indeed, goes into acoustic waves generated inside the crystal. We further tested

the hypothesis by detecting vibrational-absorption-based photoacoustic signals in D 2O. A glass

tube filled with D 2O was placed inside a tank that was filled with de-ionized H 2O (Fig. 5). The

tube has an inner diameter of 0.25 mm and an outer diameter of 0.75 mm. Such phantom was

built because both D 2O and H 2O have weak linear optical absorptions within the visible and

near-IR spectral ranges. Thus, we can achieve a minimal background in PA detection due to

linear optical absorption.

The schematic of the experimental setup is shown in Fig. 5. Laser light out of the pump laser

(IS8II-E, EdgeWave GmbH; pulse duration: 6 ns; optical wavelength: 523 nm) was routed to

mix with the output of the dye laser (Cobra, Sirah Laser and Plasmatchnik GmbH; optical

wavelength: 601 nm). The optical wavelength of the dye laser was chosen in the way that the

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frequency difference matches the Raman lines of D 2O (2370 cm ?1 and 2500 cm ?1) [18]. The

pathlengths of the two laser pulses were adjusted to be identical. The mixed light was focused

onto the glass tube by an achromatic doublet lens. The focused beam had a beam diameter of

0.1 mm. The generated PA waves were detected by a high-sensitivity immersion ultrasonic

detector (V312-SM, Olympus NDT; center frequency: 10 MHz; Bandwidth: 80%). The

detected photoacoustic signals were amplified by a wide-band amplifier (ZFL500LN, Mini-

Circuits) for 28 dB and were then digitized by a digital oscilloscope (TDS5034B, Tektronix)

at a sampling rate of 250 MS/s.

Only 1D time-resolved photoacoustic signals were measured. First, we measured the

photoacoustic signal when the light with both wavelengths was illuminating (denoted as

PA B ). Then we blocked the laser light from one of the beams to acquire photoacoustic signals

generated from a single optical wavelength illumination (denoted as PA ωp and PA ωs ,

respectively). No signal averaging was performed but high-frequency noise above 120 MHz

was digitally filtered. The summation of the PA ωp and PA ωs was compared with the PA B to

see if there was any difference in the signal amplitude.

As shown in Fig. 6, the amplitude for PA B is clearly stronger than that of the PA ωp +PA ωs with

amplitude increase of more than 40%. This result indicated that certain energy other than the

direct summation of the two linear optical absorptions contributed to the amplitude increase

in PA B . Similar measurements and comparisons were conducted several times and PA B consistently demonstrated an increase in its signal amplitude. Due to the nature of

photoacoustic signal generation (induced by optical absorption), such an increase in signal

amplitude in PA B mostly likely resulted from vibrational absorption.

A relatively weak signal is attributed to several factors. Firstly, the Raman cross-section of the

heavy water is relatively small and the linewidth of this Raman transition is rather broad.

Secondly, Raman photoacoustic excitation is a nonlinear optical process, whose intensity is

greatly enhanced when short laser pulses of higher intensity are used. In the subsequent

experiment (see [8] for details), we utilized picosecond pulse excitation and used a glass tube

filled with chloroform, which has a much stronger Raman cross-section and a narrow line-

width, to achieve high signal-no-noise imaging of a microscopic object.5. Conclusion

In this report we demonstrated for the first time applications of stimulated Raman scattering

to achieve high efficiency amplification of near transform-limited picosecond pulses at MHz

repetition rate and to accomplish chemically selective photoacoustic imaging. The later nicely

complements a recently developed SRS microscopy, since Raman photoacoustics provides

with a way of imaging objects at the depth 10–100 times larger than those available through

optical imaging.

Acknowledgments

The authors acknowledge generous support of the NIH (Grant # R03EB008535), the ASEE Fellowship to VVY from

the US Air Force Research Laboratory, Human Effectiveness Directorate, the St. Mary's University McNair Scholars

Program for support of Mr. Corey Harbert in assistance with instrumentation, and the University of Wisconsin-

Milwaukee start-up fund to HFZ.

References

1. Woodbury EJ, Ng WK. Ruby laser operation in the near IR. Proc. IRE 1962;50:2347–2348.

2. Hellwarth RW. Theory of stimulated Raman scattering. Phys. Rev 1963;130:1850–1855.

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3. Garmire E, Pandarese E, Townes CH. Coherently driven molecular vibrations and light modulation.Phys. Rev. Lett 1963;11:160–162.

4. Bloembergen N, Shen YR. Coupling between vibrations and light waves in Raman laser media. Phys.Rev. Lett 1964;12:504–506.

5. Shen YR, Bloembergen N. Theory of stimulated Brillouin and Raman scattering. Phys. Rev. A 1965;137:1787–1799.

6. Shen, YR. Principles of Nonlinear Optics. John Wiley & Sons; New York: 1984.

7. Das KK, Rostovtsev YV, Lehmann K, Scully MO. Thermodynamic and noise considerations for the detection of microscopic particles in a gas by photoacoustic Raman spectroscopy. Opt. Commun 2005;246:551–559.

8. Yakovlev VV, Zhang HF, Noojin GD, Denton MD, Thomas RJ, Scully MO. Stimulated Raman photoacoustic imaging. Proc. Natnl. Acad. Sci. USA. 2009 (submitted).

9. Wang LV. Tutorial on photoacoustic microscopy and computed tomography. IEEE J. Sel. Top. Quant.Electr 2008;14:171–179.10. Zhang HF, Maslov K, Stoica G, Wang LV. Functional photoacoustic microscopy for high-resolution and noninvasive in vivo imaging. Nat. Biotech 2006;24:848–851.11. Nechaev SY, Ponomarev YN. High resolution Raman spectrometer. Sov. J. Quant. Electron 1975;5:752–753.12. Patel CKN, Tam AC. Pulsed optoacoustic spectroscopy of condensed matter. Rev. Mod. Phys 1981;53:517–550.13. van Driel HM. Synchronously pumped optical parametric oscillators. Appl. Phys. B 1995;60:411–420.14. Yakovlev VV, Kohler B, Wilson KR. Broadly tunable 30-fs pulses produced by optical parametric amplification. Opt. Lett 1994;19:2001–2003.15. Wilson KR, Yakovlev VV. Ultrafast rainbow: tunable ultrashort pulses from a solid-state kilohertz system. J. Opt. Soc. Am. B 1997;14:444–448.16. Petrov GI, Yakovlev VV, Minkovski NI. Broadband continuum-generation of the output of high-energy diode-pumped picosecond Nd:YVO 4 laser. Opt. Commun 2004;229:441–445.

17. Petrov GI, Yakovlev VV. Enhancing red-shifted white-light continuum generation in optical fibers

for applications in nonlinear Raman microscopy. Opt. Express 2005;13:1299–1306. [PubMed:19495003]

18. Mudalige A, Pemberton JE. Raman spectroscopy of glycerol/D 2O solutions. Vibration. Spectrosc

2007;45:27–35.

19. Freudiger CW, Min W, Saar BG, Lu S, Holton GR, He CW, Tsai JC, Kang JX, Xie XS. Label-free

biomedical imaging with high sensitivity by stimulated Raman scattering microscopy. Science 2008;322:1857–1861. [PubMed: 19095943]

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Figure 1.Schematic energy diagram illustrating the process of stimulated Raman scattering.

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Figure 2.

Schematic of the experimental set-up used for efficient Raman amplification at MHz repetition

rate.

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Figure 3.Raman loss spectra of YVO 4 for different polarizations of the input pump and Stokes beams with respect to the crystal orientation. A broadband pulse is used as the pump wave, and a narrowband (λ2 = 1064 nm ) as the Stokes wave.

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Figure 4.Supercontinuum generation in Ge-doped fiber. Input energy - 1 μJ , output energy - 0.6 μJ .

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Figure 5.

Experimental setup for Raman photoacoustic imaging using nanosecond pulse excitation. NIH-PA Author Manuscript

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Figure 6.

Comparison of the photoacoustic signals from the simultaneous illumination of two pump

wavelengths and the summation of two individual illuminations. NIH-PA Author Manuscript

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红外光谱分析概述

红外光谱分析概述(上) 1.红外光谱 红外光谱是反映红外辐射强度或其他与之相关性质随波长(波数)变化的谱图。目前,它是一种被广泛应用于研究表征物质的化学组成,在分子层次上的结构及分子间相互作用的有力手段。红外射线发现于1800年,在用普通温度计测量可见光谱的温度效应时,在红光一端的外侧观察到有较强的热效应。后来,实验证实了这是由一种肉眼看不见、波长比红光更长的电磁辐射所造成的,这种电磁辐射被称为红外光。通常将红外辐射的波长范围定为0.8~1000微米,并可粗略地分为三个波段:(1)近红外的波段为0.8~2.5微米,波数为12500~4000厘米-1;(2)中红外的波段为2.5~25微米,波数为4000~400厘米-1;(3)远红外的波段为25~1000微米,波数为400~10厘米,目前,实验上已能测定到2500微米,波数为4厘米-1。相应地有近红外光谱、中红外光谱和远红外光谱。 红外光谱的形式虽然多种多样,从本质上可分为发射光谱和吸收光谱两大类。物体的红外发射光谱是指样品在通过受激或自发辐射的条件下,所发射的红外光的强度随波长(波数)变化的光谱图,红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成。吸收光谱是指样品对红外辐射的吸收能力随波长(波数)变化的光谱图,在实验上,使红外光与样品发生相互作用,测定红外光与物质相互作用前后光强的变化与波长(波数)之间的关系, 称红外吸收光谱。 2.分子的振动和转动光谱 对于分子体系而言,其振动和转动是量子化的,其能级差所对应的光子的波长落在红外光范围,因此是红外光谱(拉曼光谱)的主要研究对象。研究指出,红外光谱的研究范围不仅仅局限于分子的振动、转动跃迁,某些特殊体系的电子能级跃迁亦可能落在红外光谱波段范围内,例如,超大规模共轭体系的电子跃迁、某些稀土离子的f-f能级跃迁等等。不过目前绝大多数的红外光谱研究工作仍集中于分子的振动能级跃迁上,以最简单的双原子为例,其振动吸收Eν可近似地表示为: 式中h为普朗克常数;ν为振动量子数(取正整数);n0为简谐振动频率。当ν=0时,分子的能量最低,称为基态。处于基态的分子受到频率为n0的红外射线照射时,分子吸收了能量为n0的光量子,跃迁到第一激发态,得到频率为n0的红外吸收带, 它称为分子振动的基频。反之,处于该激发态的分子也可发射频率为n0的红外射线而恢复到基态。n0的数值决定于分子的约化质量μ和力常数κ: κ决定于原子的核间距离、原子的特性和化学键及键级等。 在多原子分子体系中,各原子在平衡位置附近作相对运动。这些振动方式可以被分解为各种简正振动的线性组合,所谓简正振动就是指分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简揩振动。含N个原子的非线分子有3N-6个简正振动方式;线性分子有3N-5种简正振动方式。 对于分子的转动而言,往往可以假定分子为刚性转子,则其转动能量Er为: 红外光谱分析概述(中)

高密度以太网交换芯片实现线卡功能

高密度以太网交换芯片实现线卡功能互联网内容消费正在驱动流量的增长,特别是移动互联网的高速发展进一步推动了这一趋势。有统计数据显示,到2015年,连接到IP网络的设备数量将是2015年全球人口数量的2倍,从2010年到2015年,全球移动数据流量将增长26倍,届时每秒钟将有100万分钟的视频内容跨网络传送!这一趋势使得核心网络端口的演进从1G和10G向40G和100G发展。其中,1G端口逐渐被10G替代,后者成为未来几年的主力。40G端口保持在一定水平,变化不是太大,而100G端口则成为未来网络端口最重要的发展方向。到2015年, 10/40/100GbE的收入预计将达到约500亿美元。在这一发展过程中,网络系统将提供更多带宽和功能,但同时也面临着PCB面积、系统成本和功耗方面的挑战。 高密度以太网交换方案 针对上述需求,博通(Broadcom)公司日前推出一款100GbE交换解决方案BCM88650系列,号称全球密度最高。该系列产品和博通的FE1600(BCM88750)交换矩阵搭配,可实现高度可扩展的10/40/100GbE方案,每系统可拥有高达4000个100GbE端口,速度超过100Tbps。博通公司基础设施与网络部网络交换高级产品线经理Shay Zadok表示,该产品是目前业界惟一能处理 200Gbps单码流的商用芯片,支持两个100Gbps全双工端口,并在单个芯片中集成了交换矩阵接口、网络接口、包处理器和流量管理器,其高集成度减小了电路板尺寸,并降低了功耗和系统成本。“BCM88650系列是惟一能在第二层至第四层处理单码流200Gbps流量的商用芯片解决方案,”Shay说,“该系

光谱分析

碱土光谱分析:从图中不难看出,从380nm~430nm随波长增加而逐渐上升,但反射率很低,反射率在0.5以下;430nm~780nm反射率呈平稳上升趋势,在近可见光波段反射率已达0.8;在近红外波段反射率增长趋势更显趋缓 水的光谱分析:清水的反射率在各个波段均较低(<%2).380nm~430nm随波长的增加反射率迅速增加,即紫光波段透射能力较弱,之后随波长的增加反射率逐渐减小,至760nm的近红外波段反射率几乎为零。 绿叶光谱分析:总体看来呈现五谷四峰的状态,450nm处于低谷处于蓝色光波段、670nm处于低谷处于红色波段(低谷的原因在于绿色植物在这两个波段的吸收率比较大,故反射率较低);500nm处反射率较高,原因是绿色反射率较高,非叶绿色吸收带;700~130nm反射率较高,其原因是其细胞结构(细胞质、细胞壁等结构);其后的三谷两峰是水的吸收带(绿叶饱含水分)。 枯叶光谱分析:枯叶的光谱反射率很显然在各个波段均低于绿叶,尤其在可见光(紫光、蓝光、红光)段其反射率几乎为零,原因在于对红光和蓝光的吸收率更大了,没有了叶绿素;700~1300nm反射率也低于绿叶,原因在于其细胞结构也不再完整,对可见光的反射能力也下降了;接下来的三谷两峰也较低于绿叶,原因是含水量明显减少(几乎为零)。 红叶光谱分析:红叶在可见光波段(红色波段除外),反射率几乎为零,究其原因:没有叶绿素,对任何波段的可见光都有很强的吸收能力,唯独强烈反射红色波段。近红外波段,随波长的增加反射率呈现出缓慢上升的情况,原因:有其细胞结构,反射率挺高的。 正常植被土:反射率非常低,也没有明显的峰谷和峰谷,近乎为零。原因是土颜色呈现出灰黑色,且还是粘土,光泽度较低,有机质含量较高含水量也很大。

ks8995_以太网交换芯片

KS8995 – 5 Port 10/100 Switch with PHY Introduction The KS8995 contains five 10/100 physical layer transceivers, five MAC (Media Access Control) units with an integrated layer 2 switch. The device runs in two modes. The first mode is a five port integrated switch and the second is as a five port switch with the fifth port decoupled from the physical port. In this mode access to the fifth MAC is provided using a MII (Media Independent Interface). Useful configurations include a stand alone five port switch as well as a four port switch with a routing element connected to the extra MII port. The additional port is also useful for public network interfacing. The KS8995 is designed to reside in an unmanaged design not requiring processor intervention. This is achieved through I/O strapping at system reset time On the media side, the KS8995 supports 10BaseT, 100BaseTX and 100BaseFX as specified by the IEEE 802.3 committee. Physical signal transmission and reception are enhanced through use of analog circuitry that makes the design more efficient and allows for lower power consumption and smaller chip die size. Highlights ? 5 port 10/100 Integrated Switch with Physical Layer Transceivers ?SRAM on chip for frame buffering ? 1.4Gbps high performance memory bandwidth ?10BaseT, 100BaseTX and 100BaseFX modes of operation ?Superior analog technology for reduced power and die size ?Single 2.5 V power supply ?500 mA (1.25 W) including physical transmit drivers ?128 pin PQFP package ?Support for UTP or fiber installations ?Indicators for link, activity, full / half duplex and speed ?Unmanaged operation via strapping at system reset time ?Hardware based 10/100, full/half, flow control and auto negotiation ?Individual port forced modes (full duplex, 100BaseTX) when auto negotiation is disabled ?Wire speed reception and transmission ?Integrated address Look-Up Engine, supports 1K absolute MAC addresses ?Automatic address learning, address aging and address migration ?Broadcast storm protection ?Full duplex IEEE 802.3x flow control ?Half duplex back pressure flow control ?Comprehensive LED support ?External MAC interface (MII or SNI) for router applications

拉曼光谱原理及应用简介

拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是:CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。(一)含义 光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射.弹性散射的散射光是与激发光波长相 同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会按原来的方向透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光。在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究谱线特征 (二)拉曼散射光谱具有以下明显的特征: a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关; b.在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧,这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的 能量。

c.一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。 (三)拉曼光谱技术的优越性 提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外 1由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。 2拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。相反,若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器3拉曼光谱谱峰清晰尖锐,更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。在化学结构分析中,独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。4因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米,常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且,拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面积的样品。5共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。 (四)几种重要的拉曼光谱分析技术 1、单道检测的拉曼光谱分析技术

拉曼光谱原理及应用简介

拉曼光谱原理及应用简介 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会按原来的发现透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光。在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究。 应用激光光源的拉曼光谱法。应用激光具有单色性好、方向性强、亮度高、相干性好等特性,与表面增强拉曼效应相结合,便产生了表面增强拉曼光谱。其灵敏度比常规拉曼光谱可提高104~107倍,加之活性载体表面选择吸附分子对荧光发射的抑制,使分析的信噪比大大提高。已应用于生物、药物及环境分析中痕量物质的检测。共振拉曼光谱是建立在共振拉曼效应基础上的另一种激光拉曼光谱法。共振拉曼效应产生于激发光频率与待测分子的某个电子吸收峰接近或重合时,这一分子的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到正常拉曼谱带的104~106倍,有利于低浓度和微量样品的检测。已用于无机、有机、生物大分子、离子乃至活体组成的测定和研究。激光拉曼光谱与傅里叶变换红外光谱相配合,已成为分子结构研究的主要手段。

1. 激光拉曼光谱法的原理是拉曼散射效应 拉曼散射:当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时,大部分光子只是发生改变方向的散射,而光的频率并没有改变,大约有占总散射光的10-10-10-6的散射,不光改变了传播方向,也改变了频率。这种频率变化了的散射就称为拉曼散射。对于拉曼散射来说,分子由基态E0被激发至振动激发态E1,光子失去的能量与分子得到的能量相等为△E反映了指定能级的变化。因此,与之相对应的光子频率也是具有特征性的,根据光子频率变化就可以判断出分子中所含有的化学键或基团。这就是拉曼光谱可以作为分子结构的分析工具的理论工具。 2. 拉曼光谱仪的主要部件有: 激光光源、样品室、分光系统、光电检测器、记录仪和计算机。 3. 应用 激光拉曼光谱法的应用有以下几种:在有机化学上的应用,在高聚物上的应用,在生物方面上的应用,在表面和薄膜方面的应用。 有机化学:拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定的手段,拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是判断化学键、官能团的重要依据。利用偏振特性,拉曼光谱还可以作为顺反式结构判断的依据。 高聚物:拉曼光谱可以提供关于碳链或环的结构信息。在确定异构体(单休异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等)的研究中

Broadcom以太网交换芯片转发流程

1、交换芯片架构 交换芯片由GE/XE接口(MAC/PHY)模块、CPU接口模块、输入输出匹配/修改模块、MMU模块、L2转发模块、L3转发模块、安全模块、流分类模块等模块组成,其结构如图1所示: 图1 交换芯片的组成 56504包含24个GE端口,4个10G端口,10G端口既可以用于堆叠,也可以用于上联/级联。56504交换芯片与CPU的接口称为CMIC接口。交换芯片与CPU通过PCI总线连接。其他类型交换芯片与CPU的接口可以是:SPI+MII、I2C+MII、系统总线+MII、SMI+MII等。交换芯片的包处理流程如图2所示: 图2 交换芯片的包处理流程简图 包由端口进入交换芯片之后,首先进行包头字段匹配,为流分类做准备;然后经过一个安全引擎进行包过滤;符合安全的包进行L2交换或者L3路由,并经过流分类处理器对匹配的包做相关动作(比如丢弃、限速、修改VLAN等);对于可以转发的包根据或DSCP放到不同队列的buffer中,调度器根据优先级或者WRR等算法进行队列调度,在端口发出该包之前执行流分类修改动作,最终从相应端口发送出去。 2、L2转发流程 2.1 L2转发原理 对于交换芯片来说,L2转发是一个最基本的功能。L2功能主要包括ingress 过滤、MAC学习和老化、根据MAC+VLAN转发、广播与洪泛、生成树控制等基本功能。 L2转发的具体流程如图3所示: 从端口进入交换芯片的包首先检查TAG,对于tagged包,判断是否是的包,(的包vid为0),对于untagged的包和的包,根据系统配置加上tag(这些配置包括:基于MAC的vlan、基于子网的vlan、基于协议的vlan和基于端口的vlan)。经过这一步以后,到交换芯片内部的包都变成的tagged包了(vid 为1-4094,4095保留),如果设置了ingress过滤,就会检查本端口是否在该vid对应的VLAN中,对于本端口不在该vid对应的VLAN中的包就丢弃。对于 没有设置ingress过滤,或者设置ingress过滤但本端口在该vid对应的VLAN 中的包进行STP端口状态检查,对于BPDU以外的包,只有端口处于forwarding 状态,才允许包进入。然后进行原MAC地址检查,以原MAC+VID的哈希为索引

拉曼光谱

激光拉曼光谱 [实验目的] 1、学习使用光谱测量中常用的仪器设备; 2、测量4CCl (液体)的拉曼光谱; 3、学习简单而常用的光谱处理方法,并对4CCl 的拉曼光谱进行处理,求出4CCl 的主要拉曼线的拉曼位移。 [拉曼光谱基本原理] 1、 现象 频率0v 的单色辐射入射到透明气体、液体或光学上完整透明的固体上时,大部分辐射无改变地透过,还有一部分受到散射。其中将出现频率为0m v v ±的辐射对。这种辐射频率发生改变的散射成为拉曼(Raman )散射;还有辐射频率不发生改变的散射称为瑞利散射。一般把瑞利散射和拉曼散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱,即0v 和0m v v ±合起来构成拉曼光谱。0v 称为瑞利线,0m v v ±称为拉曼线,m v 称为拉曼位移。且频率为0m v v -的拉曼线称为斯托克斯线,频率为0m v v +的拉曼线称为反斯托克斯线。瑞利散射的强度通常约为入射辐射强度的310-,强的拉曼散射的强度一般约为瑞利散射强度的310-, 2、 解释 对拉曼散射的完整理论解释是非常复杂的,限于篇幅这里不作介绍,请大家参看附后的有关参考书。下面用一个简单模型——散射系统与入射辐射之间的能量交换模型对其加以解释。 设散射系统有两个能级1E 、2E ,且有21E E >,210E E hv ->。由于入射辐射的相互作用,系统可以从低能级1E 跃迁到高能级2E ,这是必须要从入射辐射中获得所需能量21E E E ?=-。这个过程可以认为是系统吸收一个能量为0hv 的入射光子,从1E 能级跃迁到某一更高能级(通常散射系统并没有这样一个能级,所

以称其为虚能级),然后,放出一个能量为0hv E -?的散射光子而跃迁到2E 能级。此时,散射光子的频率可表述为: 000m hv E E v v v v h h -??= =-=- 另一方面,如果散射系统处于激发能级2E ,由于相互作用的存在,它可以从高能级2E 跃迁到低能级1E 。此时系统必须把能量21E E E ?=-交给入射辐射。同样这一过程可认为是系统吸收一个能量为0hv 的入射光子。从2E 能级跃迁到某一高的虚能级,然后以放出一个能量为0hv E +?的散射光子而跃迁到1E 能级。此时,散射光子的频率可表述为: 000m hv E E v v v v h h +??==+=+ 以上的描述可用图1来直观表示。 拉曼散射所涉及到得能级1E 、2E ,一般为散射系统的振动、转动能级(对于分子系统而言),或为晶格振动能级(对于晶体而言)。即拉曼位移m v 通常对应系统的振动、转动频率或晶体振动频率。

Broadcom以太网交换芯片转发流程

Broadcom以太网交换芯片培训(broadcom56504/56300) 1、交换芯片架构 交换芯片由GE/XE接口(MAC/PHY)模块、CPU接口模块、输入输出匹配/修改模块、MMU模块、L2转发模块、L3转发模块、安全模块、流分类模块等模块组成,其结构如图1所示: 图1 交换芯片的组成 56504包含24个GE端口,4个10G端口,10G端口既可以用于堆叠,也可以用于上联/级联。56504交换芯片与CPU的接口称为CMIC接口。交换芯片与CPU通过PCI总线连接。其他类型交换芯片与CPU的接口可以是:SPI+MII、I2C+MII、系统总线+MII、SMI+MII等。交换芯片的包处理流程如图2所示:

图2 交换芯片的包处理流程简图 包由端口进入交换芯片之后,首先进行包头字段匹配,为流分类做准备;然后经过一个安全引擎进行包过滤;符合安全的包进行L2交换或者L3路由,并经过流分类处理器对匹配的包做相关动作(比如丢弃、限速、修改VLAN等);对于可以转发的包根据或DSCP放到不同队列的buffer中,调度器根据优先级或者WRR等算法进行队列调度,在端口发出该包之前执行流分类修改动作,最终从相应端口发送出去。 2、L2转发流程 2.1 L2转发原理 对于交换芯片来说,L2转发是一个最基本的功能。L2功能主要包括ingress 过滤、MAC学习和老化、根据MAC+VLAN转发、广播与洪泛、生成树控制等基本功能。 L2转发的具体流程如图3所示: 从端口进入交换芯片的包首先检查TAG,对于tagged包,判断是否是的包,(的包vid为0),对于untagged的包和的包,根据系统配置加上tag(这些配置包括:基于MAC的vlan、基于子网的vlan、基于协议的vlan和基于端口的vlan)。经过这一步以后,到交换芯片内部的包都变成的tagged包了(vid

近红外光谱分析及其应用简介

近红外光谱分析及其应用简介 1、近红外光谱分析及其在国际、国内分析领域的定位 近红外光谱分析是将近红外谱区(800-2500nm)的光谱测量技术、化学计量学技术、计算机技术与基础测试技术交叉结合的现代分析技术,主要用于复杂样品的直接快速分析。近红外分析复杂样品时,通常首先需要将样品的近红外光谱与样品的结构、组成或性质等测量参数(用标准或认可的参比方法测得的),采用化学计量学技术加以关联,建立待测量的校正模型;然后通过对未知样品光谱的测定并应用已经建立的校正模型,来快速预测样品待测量。 近红外光谱分析技术自上世纪60年代开始首先在农业领域应用,随着化学计量学与计算机技术的发展,80年代以来逐步受到光谱分析学家的重视,该项技术逐渐成熟,90年代国际匹茨堡会议与我国的BCEIA等重要分析专业会议均先后把近红外光谱分析与紫外、红外光谱分析等技术并列,作为一种独立的分析方法;2000年PITTCON 会议上近红外光谱方法是所有光谱法中最受重视的一类方法,这种分析方法已经成为ICC(International Association for Cereal Science and Technology国际谷物科技协会)、AOAC(American Association of Official Analytical Chemists美国公职化学家协会)、AACC(American Association of Cereal Chemists美国谷物化学家协会)等行业协会的标准;各发达国家药典如USP(United States Pharmacopoeia美国药典)均收入了近红外光谱方法;我国2005年版的药典也将该方法收入。在应用方面近红外光谱分析技术已扩展到石油化工、医药、生物化学、烟草、纺织品等领域。发达国家已经将近红外方法做为质量控制、品质分析和在线分析等快速、无损分析的主要手段。 我国对近红外光谱技术的研究及应用起步较晚,上世纪70年代开始,进行了近红外光谱分析的基础与应用研究,到了90年代,石化、农业、烟草等领域开始大量应用近红外光谱分析技术,但主要是依靠国外大型分析仪器生产商的进口仪器。目前国内能够提供完整近红外光

拉曼光谱仪的工作参数介绍

拉曼光谱仪的工作参数介绍 当开始进行样品测试时,需注意选择正确的工作参数和条件。 激光器的功率要随不同测试样品而改变,对固体或液体等不易分解的可用较强功率激发,生物样品等应选较低功率激发。 积分时间可在开始时选择10s一次,正式测量时可根据信噪比的情况而定,信噪比高的积分时间可稍短,反之可采用较长时间积分。 狭缝宽度的选择可根据所测光谱是否需要高分辨或高共焦模式来决定大小。 为保证给出的拉曼光谱图,可在光路调校好之后用快速扫描模式进行一次预扫描; 然后根据测定要求和预扫描情况设定扫描范围、步长、积分时间、狭缝宽度、激发功率和扫描次数等进行正式测定。 若样品易于光解,除降低激光功率外,还可更换测试点实施分段扫描。 完成测试后,应在显微镜下检查样品足否已经损伤(光解、热解、脱落或变性等)。 拉曼光谱仪在中草药研究中的应用包括: 1、中药的优化 对于中草药及中成药和复方这一复杂的混合物体系,不需任何成分分离提取直接与细菌和细胞作用;

利用拉曼光谱无损采集细菌和细胞的光谱图,观察细菌和细胞的损伤程度,研究其药理作用,并进行中药材、中成药和方剂的优化研究。 2、中草药化学成分分析 薄层色谱(TLC)能对中草药进行有效分离但无法获得各组份化合物的结构信息; 而表面增强拉曼光谱(SERS)具有峰形窄、灵敏度高、选择性好的优点,可对中草药化学成分进行高灵敏度的检测。 利用TLC的分离技术和SERS的指纹性鉴定结合,是一种在TLC原位分析中草药成分的新方法。 3、中草药的无损鉴别 由于拉曼光谱分析,无需破坏样品,因此能对中草药样品进行无损鉴别,这对名贵中中草药的研究特别重要。 4、中草药的稳定性研究 利用拉曼光谱仪动态跟踪中草药的变质过程,这对中草药的稳定性预测、监控药材的质量具有直接的指导作用。 拉曼光谱仪使用的注意事项 (1)激发光使用好预热一下,拉曼光谱仪的话还要注意拉曼探头端面的清洁,如果窗口片脏掉的话会影响测试效果了。 (2)在打开拉曼光谱仪之前,先把拉曼探头的盖子打开且探头禁止对着人。

Raman 拉曼光谱原理及应用

拉曼光谱学 ——原理及应用HORIBA Jobin Yvon北京办事处

报告内容 ?1-什么是拉曼光谱? –简单介绍 ?2-拉曼光谱仪工作原理介绍 ?3-拉曼光谱在材料研究中的应用介绍?4-HORIBA Jobin Yvon拉曼光谱仪简介

1928年,印度科学家C.V Raman in首先在CCL 4光谱 中发现了当光与分子相互作用后,一部分光的波长 会发生改变(颜色发生变化),通过对于这些颜色 发生变化的散射光的研究,可以得到分子结构的信 息,因此这种效应命名为Raman效应。 时间 和发现人? Provided by Prof. D. Mukherjee, Director of Indian Association for the Cultivation of Science

λlaser λscatter >λlaser 瑞利散射λscatter = λlaser 拉曼散射 光散射的过程:激光入射到样品,产生散射光。 散射光弹性散射(频率不发生改变-瑞利散射) 非弹性散射(频率发生改变-拉曼散射)

2 0004 000 6 0008 00010 000I n t e n s i t y (c n t )400600Raman Shift (cm -1) 520不同材料的拉曼光 谱有各自的不同于其它材料的特征的光谱-特征谱 z 为表征和鉴别材料提 供了指纹谱 z 深入开展光谱学和材 料物性研究打下基础 1332 1580 20000 15000 10000 5000 100012001400160018002000 Wavenumber (cm-1)?组分信息?结构信息

Broadcom以太网交换芯片培训

Broadcom以太网交换芯片培训 ---- 目录 1、交换芯片架构 2、 L2转发流程 2.1 L2转发原理 2.2 L2转发相关的表项 2.2.1 port表 2.2.2 egress port表 2.2.3 L2地址表 2.2.3 VLAN表 3、 L3转发流程 4、 L2组播转发流程 5、 L3组播转发流程 6、流分类处理流程 本文以broadcom56504/56300交换芯片为重点,介绍一下交换芯片的工作原理。

1、交换芯片架构 交换芯片由GE/XE接口(MAC/PHY)模块、CPU接口模块、输入输出匹配/修改模块、MMU 模块、L2转发模块、L3转发模块、安全模块、流分类模块等模块组成,其结构如图1所示: 图1 交换芯片的组成 56504包含24个GE端口,4个10G端口,10G端口既可以用于堆叠,也可以用于上联/级联。

56504交换芯片与CPU的接口称为CMIC接口。交换芯片与CPU通过PCI总线连接。其他类型交 换芯片与CPU的接口可以是:SPI+MII、I2C+MII、系统总线+MII、SMI+MII等。交换芯片的包处 理流程如图2所示: 图2 交换芯片的包处理流程简图 包由端口进入交换芯片之后,首先进行包头字段匹配,为流分类做准备;然后经过一个安全引 擎进行包过滤;符合安全的包进行L2交换或者L3路由,并经过流分类处理器对匹配的包做相关动 作(比如丢弃、限速、修改VLAN等);对于可以转发的包根据802.1P或DSCP 放到不同队列的buffer 中,调度器根据优先级或者WRR等算法进行队列调度,在端口发出该包之前执行流分类修改动作, 最终从相应端口发送出去。 2、L2转发流程 2.1 L2转发原理 对于交换芯片来说,L2转发是一个最基本的功能。L2功能主要包括ingress过滤、MAC学习 和老化、根据MAC+VLAN转发、广播与洪泛、生成树控制等基本功能。

光谱分析

光谱分析 根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析.其优点是灵敏,迅速.历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷,铯,氦等.根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种;根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。光谱分析的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。 由于每种原子都有自己的特征谱线,因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成.这种方法叫做光谱分析.做光谱分析时,可以利用发射光谱,也可以利用吸收光谱.这种方法的优点是非常灵敏而且迅速.某种元素在物质中的含量达10^-10(10的负10次方)克,就可以从光谱中发现它的特征谱线,因而能够把它检查出来. 光谱分析在科学技术中有广泛的应用.检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时,帮助人们发现了许多新元素.研究天体的化学组成. 复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,按波长(或频率)的大小依次排列的图案。例如,太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫次序连续分布的彩色光谱。红色到紫色,相应于波长由7,700—3,900埃的区域,是为人眼所能感觉的可见部分。红端之外为波长更长的红外光,紫端之外则为波长更短的紫外光,都不能为肉眼所觉察,但能用仪器记录。 因此,按波长区域不同,光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱;按产生的本质不同,可分为原子光谱、分子光谱;按产生的方式不同,可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱;按光谱表观形态不同,可分为线光谱、带光谱和连续光谱。原理 发射光谱分析是根据被测原子或分子在激发状态下发射的特征光谱的强度计算其含量。 吸收光谱是根据待测元素的特征光谱,通过样品蒸汽中待测元素的基态原子吸收被测元素的光谱后被减弱的强度计算其含量。它符合郎珀-比尔定律: A= -lg I/I o= -lgT = KCL 式中I为透射光强度,I0为发射光强度,T为透射比,L为光通过原子化器光程由于L是不变值所以A=KC。

光谱分析实验报告

实验报告 课程名称: 材料科学基础实验 指导老师: 乔旭升 成绩: 实验名称: 光谱分析 实验类型: 同组学生姓名: 一、实验目的和要求(必填) 三、主要仪器设备(必填) 五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得 二、实验容和原理(必填) 四、操作法和实验步骤 六、实验结果与分析(必填)一、实验目的 通过本实验了解紫光/可见光光度计、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR )和荧光光谱仪的基本原理、主要用途和实际操作过程。掌握玻璃透光率、薄膜吸收光谱、固体粉末红外光谱和固 体发光材料荧光光谱的测试法。学习分析影响测试结果的主要因素。 二、实验原理 电磁波可与多种物质相互作用。如果这种作用导致能量从电磁波转移至物质,就称为吸收。当光波与某一受体作用时,光子和接受体之间就存在碰撞。光子的能量可被传递给接受体而被吸收,由此产生吸收光谱。通常紫外和可见光的能量接近于某两个电子能级地能量差,故紫外与可见光吸收光谱起源于价电子在电子能级之间的跃迁,又称为电子光谱。 当一束平行单色光照射到非散射的均匀介质时,光的一部分将被介质所反射,一部分被介质吸收,一部分透过介质。如果入射光强度为I0.反射光强度为Ir ,吸收光强度为Ia ,透过光强度为It ,则有I0=Ir+Ia+It 投射光强度与入射光强度之比称为透光率 T=It/I0 当一束具有连续波长的红外光照射某化合物时,其分子要吸收一部分光能转变为分子的震专业: 材料0902 姓名: 王应恺 学号: 3090100481 日期: 11.29 地点: 曹楼230 装 订 线

动能量或转动能量。此时若将其透过的光用单色器进行色散,就可得到一带暗条的谱带。以红外光的波长或波数为横坐标,以吸收率或者透过率百分数为纵坐标,把该谱带记录下来,就可得到该化合物的红外吸收光谱图。不同的化合物均有标准特征谱,将实验所得的光谱与标准谱对照,就可进行分子结构的基础研究和化合组成的分析。可由吸收峰的位置和形状来推知被测物的结构,按照特征峰的强度来测定混合物中各组分的含量。 当分子吸收来自光辐射的能量后,其本身就由处于稳定的基态跃迁至不稳定的激发态:M+hν→。激发态是不稳定的,寿命极短,激发态分子会迅速以向围散热或再发射电磁波(荧光或磷光)的式回到基态:→M+荧光(或磷光)。任能产生荧光(或磷光)的物质 都具有两个特征光谱:激发光谱和发射光谱。 激发光谱:荧光(或磷光)为光致发光,因此必须选择合适的激发光波长,这可通过激发光谱曲线来确定。选择荧光(或磷光)的最大发射波长为测量波长(监控波长),改变激发光的波长,测量荧光强度变化。以激发光波长为横坐标,荧光强度为纵坐标作图,即可获得激发光谱。激发光谱形状与吸收光谱形状极为相似,经校正后的激发光谱与吸收光谱不仅形状相同,而且波长位置一致。这是因为物质吸收能量的过程就是激发过程。 发射光谱:将激发波长固定在最大激发波长处,然后扫描发射波长,测定不同波长处的荧光(或磷光)强度,即可得到荧光(或磷光)发射光谱。 三、仪器简介 1.紫外/可见光分光光度计 PE公司的Lambda20双光束紫外/可见光分光光度计,测量光谱围190-1100nm;杂散光0.01%T;波长精度0.1nm;最高扫描速度2880nm/min。该仪器的整个操作过程可完全由计算机控制,随机提供的UV-Winlab窗口式操作软件,使样品测试、结果处理、图形变换

拉曼光谱

课程名称:化学物理主讲教师:祝志宏 学号2010211064姓名杨强 浅谈拉曼光谱及应用 摘要:拉曼光谱是一种简便灵敏的光谱分析新技术,它在化学,物理,生物以及考古等方面 有着广泛的应用,本文通过查阅相关文献资料对拉曼光谱的做了一些简单的介绍,以及拉曼光谱在化学,生物以及考古等方面的广泛应用做了简单的介绍。在本文的最后对拉曼光谱的优越性及不足做了简单点的说明。 关键字:拉曼光谱拉曼效应考古细胞研究化学离子 拉曼光谱得名于印度物理学家拉曼(Raman)。1928年,拉曼首先从实验观察到单色的入射光投射到物质中后产生的散射,通过对散射光进行谱分析,首先发现散射光除了含有与入射光相同频率的光外,还包含有与入射光频率不同的光。以后人们将这种散射光与入射光频率不同的现象称为拉曼散射。拉曼因此获得诺贝尔奖。 当光照射到物质上时会发生散射,散射光中除了与激发光波长相同的弹性成分(瑞利散射)外,还有比激发光的波长长的和短的成分,后一现象统称为拉曼效应。拉曼效应是光子与光学支声子相互作用的结果。由分子振动、固体中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生的非弹性散射称为拉曼散射,一般把瑞利散射和拉曼散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱。由于拉曼散射非常弱,所以直到1928年才被印度物理学家拉曼等人发现,拉曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动,因此从拉曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。用虚的上能级概念可以说明了拉曼效应。 拉曼光谱是一种以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术, 其信号来源于分子的振动和转动, 广泛应用于化学、物理和生物科学及考古等诸多领域, 是研究物质分子结构的有力工具.拉曼光谱能够提供快速、简单、可重复、无损伤的定性定量分析. 20世纪70年代起拉曼光谱开始应用于催化剂表征, 在担载型金属氧化物、分子筛、原位反应和吸附等研究中取得了丰富的成果。本文下面

以太网交换芯片资料

以太网交换芯片 本文以broadcom56504/56300交换芯片为重点,介绍一下交换芯片的工作原理。 1、交换芯片架构 交换芯片由GE/XE接口(MAC/PHY)模块、CPU接口模块、输入输出匹配/修改模块、MMU模块、L2转发模块、L3转发模块、安全模块、流分类模块等模块组成,其结构如图1所示:

图1 交换芯片的组成 56504包含24个GE端口,4个10G端口,10G端口既可以用于堆叠,也可以用于上联/级联。56504交换芯片与CPU的接口称为CMIC接口。交换芯片与CPU通过PCI总线连接。其他类型交换芯片与CPU的接口可以是:SPI+MII、I2C+MII、系统总线+MII、SMI+MII 等。交换芯片的包处理流程,如图2所示:

图2 交换芯片的包处理流程简图 包由端口进入交换芯片之后,首先进行包头字段匹配,为流分类做准备;然后经过一个安全引擎进行包过滤;符合安全的包进行L2交换或者L3路由,并经过流分类处理器对匹配的包做相关动作(比如丢弃、限速、修改VLAN等);对于可以转发的包根据802.1P或DSCP放到不同队列的buffer中,调度器根据优先级或者WRR等算法进行队列调度,在端口发出该包之前执行流分类修改动作,最终从相应端口发送出去。 2、 L2转发流程 2.1 L2转发原理 对于交换芯片来说,L2转发是一个最基本的功能。L2功能主要包括ingress过滤、MAC 学习和老化、根据MAC+VLAN转发、广播与洪泛、生成树控制等基本功能。 L2转发的具体流程如图3所示: 从端口进入交换芯片的包首先检查TAG,对于tagged包,判断是否是802.1p的包,(802.1p的包vid为0),对于untagged的包和802.1p的包,根据系统配置加上tag(这些配置包括:基于MAC的vlan、基于子网的vlan、基于协议的vlan和基于端口的vlan)。经过这一步以后,到交换芯片内部的包都变成802.1Q的tagged包了(vid为1-4094,4095保留),如果设置了ingress过滤,就会检查本端口是否在该vid对应的VLAN中,对于本端口不在该vid对应的VLAN中的包就丢弃。对于没有设置ingress过滤,或者设置ingress过滤但本端口在该vid对应的VLAN中的包进行STP端口状态检查,对于BPDU以外的包,只有端口处于forwarding状态,才允许包进入。然后进行原MAC地址检查,以原MAC+VID 的哈希为索引查找L2 TABLE,如果没有找到,就把这个表项(原MAC+VID)以及对应的 端口写到L2 TABLE中,这个过程称为MAC地址学习。当然地址学习的方法有很多种,可

光谱分析用样品简介

直读光谱样品分类简介 一、标准样品(Standard Sample): 光谱定量分析是一种相对分析方法,必须使用含量经过精确标定的样品来制作校准曲线(Calibration Curve)或工作曲线(Work Curve),以确定分析样品(Unknown Sample)的含量,这种含量经过精确标定的样品一直被光谱分析工作者称为“标准样品”,简称为“标样”(或“标钢”),其正规名称是“标准(参考)物质”(Conference Materials),又简称为“标物”。光谱定量分析的标准样品都是成套的,用于金属样品光电光谱分析的标准样品一般是块状或棒状,其基本要求是:分析元素分布均匀,化学成份可靠;组织结构、尺寸、加工方法等要与分析样品基本一致,不能有偏析、裂纹、夹杂等缺陷,并经过均匀度检查符合要求;一套标准样品分析元素含量要有一定梯度,含量范围比要求分析的含量范围稍宽。各国的“标准物质”的研制都是严格管理的,获得国家权威部门认可的标准物质一般是公开销售的。标准物质的详细知识和行情可到“中国标准物质网”咨询。为了同下面要讲的几类标样相区别,分析工作者常把建立校准曲线的标准样品常称为“校准标样”(Calibration Standards or Calibration Samples)或“工作曲线标样”。 二、标准化样品(Standardization Sample): 用“持久曲线法”进行光谱定量分析,仪器参数漂移不可避免要引起工作曲线漂移,需要通过“标准化”(Standardization)来调整。标准化样品就是标准化操作中所用的特殊样品,有的资料里又有“校正标样”(Setting-up Samples)、再校准标样(Recalibration Samples)等名称。其基本要求是:组成和结构均匀稳定,目标元素的含量有特定要求,但不必有准确的标定值。用于低端的标准化样品的光强值尽可能接近相应元素校准曲线的低端值,用于高端的标准化样品的光强值尽可能在相应元素校准曲线的中高端范围。标准样品可以用作标准化样品,但要为尽可能多的元素选取数目尽可能少的标准化样品是个难题。标准化样品应该在作校准曲线的同时测光以确定初始数值,若要使用仪器“随机”所带的校准曲线,必然需要仪器商提供相应的标准化样品。标准化样品是可以更换的,但必须在旧的标准化样品用完之前试验确定新的标准化样品的测光值。

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