This work was supported in part by the Washington Space Grant Consortium under Award NNX10AK64H.

1. Pianificazione di Esperimenti <ol><li> Condurre uno studio della letteratura per valutare il lavoro preliminare eseguito utilizzando il mezzo di laser di interessi, che per questo esperimento è CH 2 F 2. Identificare tutte le emissioni laser noti insieme a tutte le informazioni sulle linee, come la loro lunghezza d&#39;onda e la frequenza. Diverse indagini di emissioni laser noti sono disponibili 13,31 - 37. </li><li> Compilare tutte le indagini spettroscopiche della molecola utilizzata come mezzo di laser con una particolare attenzione alla prima trasformata di Fourier 34 e optoacustica studi 38,39. </li></ol> 2. Le emissioni Generazione lontano infrarosso Laser <ol><li> Panoramica di sicurezza. <ol><li> Sviluppare una procedura operativa standard per il laboratorio che include la protezione per gli occhi quando si lavora con la CO 2 e sistemi laser lontano infrarosso. </li></ol></li><li> Allineamento e calibrazione. <ol><li> Calibrare ogni CO 2 laser utilizzando un analizzatore di spettro reticolo-based progettato per il laser CO 2 secondo il protocollo del produttore. </li><li> Allineate gli specchi finali e lo specchio di accoppiamento nella cavità laser lontano infrarosso utilizzando un laser He-Ne di modo che la loro radiazione è focalizzata sul diodo rivelatore MIM. </li><li> Dirigere la radiazione dal laser CO 2 pompa nella cavità laser lontano infrarosso attraverso una finestra di cloruro di sodio con un angolo di circa 72 o rispetto all&#39;asse della cavità. </li><li> Dirigere la radiazione dai due laser CO 2 con riferimento a ciascuna cella di riferimento loro rispettivi fluorescenza a bassa pressione o co-linearmente sul rivelatore diodo MIM con separatori di fasci e specchi supplementari. </li></ol></li><li> Rilevazione della radiazione laser all&#39;infrarosso lontano. <ol><li> Lucidare la base di nickel ogni diversi giorni con un lucido metallico standard. </li><li> Crimp un filo di tungsteno di 25 micron in un post di rame e piegare il filo nel configurzione mostrata in figura 3. </li><li> Regolare la lunghezza del filo in modo che sia tra 10 e 20 lunghezze d&#39;onda della radiazione da misurare. </li><li> Elettrochimicamente etch la punta del filo in una soluzione di idrossido di sodio satura (NaOH) applicando una tensione (circa 3,5 a 5 VAC) alla soluzione. </li><li> Re-incidere la punta con una bassa tensione (meno di 1 VAC). Questo irruvidisce la punta del filo e migliora le prestazioni del diodo. </li><li> Lavare il filo con acqua distillata. </li><li> Inserire il perno di rame nella scatola del diodo MIM una volta che il filo è asciutta. </li><li> Posizionare il filo a contatto con la base di nickel con un sistema a vite e il livello soddisfacente. Contatti ottenendo una resistenza attraverso il diodo tra 100 e 500 Ω sono utilizzati tipicamente quando rilevare e misurare la radiazione laser all&#39;infrarosso lontano. </li></ol></li><li> Generazione di radiazione laser all&#39;infrarosso lontano. <ol><li> Impostare il laser di pompa CO 2 su una specifica em laserissione, ad es., 9 P 36. </li><li> Ruotare il quadrante del micrometro sul laser di pompa CO 2 avanti e indietro per ottenere la massima intensità sulla battuta fascio. </li><li> Regolare l&#39;inclinazione del reticolo del laser di pompa CO 2 per ottenere la massima intensità sulla battuta fascio. </li><li> Ripetere i punti 2.4.2 e 2.4.3 fino a quando la potenza di uscita per il laser di pompa CO 2 appare ottimizzato sulla battuta fascio. </li><li> Rimuovere la fermata fascio dal percorso del laser pompa CO 2. </li><li> Accendere e allineare l&#39;elicottero ottica nel percorso del raggio del laser pompa CO 2. </li><li> Aprire la valvola della bombola F 2 CH 2 per introdurre il mezzo laser all&#39;infrarosso lontano nella cavità laser lontano infrarosso. </li><li> Regolare la valvola di dosaggio sulla linea di ingresso fino ad una pressione di circa 10 Pa è raggiunto. Nota: Solo la pressione approssimativa è necessaria poiché viene usato come un modo di scansione laser sistematicamente lontano infrarosso cavity. </li><li> Impostare la posizione dell&#39;accoppiatore di uscita in modo che la sua punta più esterna è di circa 1 cm dal centro della cavità laser come indicato da una scala graduata sulla parte esterna della cavità laser. Nota: Solo la posizione approssimativa è necessaria in quanto viene utilizzato come un modo di scansione sistematicamente cavità laser lontano infrarosso. </li><li> Regolare la posizione del mobile specchio laser lontano infrarosso in circa 0,25 mm con incrementi ruotando la ghiera micrometrica calibrato avanti e indietro. Contemporaneamente sintonizzare la frequenza del laser CO 2 pompa attraverso la sua curva di guadagno cambiando la tensione applicata ai capi del trasduttore piezoelettrico laser di pompa CO 2 (PZT). </li><li> Se nessun segnale viene osservata sul display dell&#39;oscilloscopio, ripetere passo 2.4.10 con l&#39;accoppiatore uscita spostata nella posizione successiva in cui la punta è circa 1,5 cm dal centro della cavità laser come indicato da una scala graduata sulla parte esterna del laser cavità. </li><li> Se nessun segnale viene osservata sul display dell&#39;oscilloscopio, ripetere passo 2.4.10 con l&#39;accoppiatore uscita spostata nella posizione successiva in cui la punta è di circa 2 cm dal centro della cavità laser come indicato da una scala graduata sulla parte esterna del laser cavità. </li><li> Se nessun segnale si osserva sul display dell&#39;oscilloscopio, ripetere i punti 2.4.9 attraverso 2.4.12 con una pressione laser lontano infrarosso di circa 19 Pa come regolata con la valvola di dosaggio sulla linea di aspirazione. </li><li> Se nessun segnale si osserva sul display dell&#39;oscilloscopio, ripetere i punti 2.4.9 attraverso 2.4.12 con una pressione laser lontano infrarosso di circa 27 Pa come regolata con la valvola di dosaggio sulla linea di aspirazione. </li><li> Se nessun segnale viene osservata sul display dell&#39;oscilloscopio, inserire la fermata fascio nel percorso del laser di pompa CO 2 e chiudere la valvola sul CH 2 F 2 cilindro finché la pressione laser lontano infrarosso è di circa 0 Pa. </li><li> Impostare la pompa di CO 2laser per il prossimo emissione laser, ad esempio, 9 P 34, e ottimizzare la potenza di uscita utilizzando i passi 2.4.2 attraverso 2.4.4. </li><li> Ripetere i passaggi 2.4.5 attraverso 2.4.16 fino a quando vengono utilizzate tutte le emissioni generate dal laser pompa CO 2. Durante la ricerca di linee laser lontano infrarosso, mettere un focus sulle emissioni di CO 2 laser di pompa le cui frequenze si sovrappongono con qualsiasi regioni di assorbimento identificati nella fase 1.2. </li></ol></li><li> Caratterizzare emissioni laser lontano infrarosso. <ol><li> Contemporaneamente regolare la pressione del mezzo laser lontano infrarosso, la tensione applicata al PZT del laser di pompa CO 2, e la posizione del accoppiatore uscita finché è massimizzato potenza della emissione laser lontano infrarosso (determinato da un picco-to massima segnale di picco del diodo rivelatore MIM come osservato sul display dell&#39;oscilloscopio, simile alla figura 4). </li><li> Girare la manopola del micrometro in senso orario fino alla emissione laser lontano infrarosso si osservail display dell&#39;oscilloscopio. Registrare la posizione del comparatore. </li><li> Girare la manopola micrometrica in senso orario per altri 20 modi corrispondenti allo stesso emissione laser lontano infrarosso. Registrare la posizione del comparatore. </li><li> Sottrarre la posizione del quadrante del micrometro in passi 2.5.2 e 2.5.3. Dividere questa differenza per 10 per ottenere la lunghezza d&#39;onda dell&#39;emissione laser lontano infrarosso. </li><li> Ripetere passaggi 2.5.2 2.5.4 attraverso un totale di cinque volte e la lunghezza d&#39;onda media dell&#39;emissione laser lontano infrarosso. Lunghezze d&#39;onda laser medi misurati attraversando almeno 20 modi longitudinali adiacenti hanno una incertezza uno-sigma di ± 0,5 micron. </li><li> Misurare la polarizzazione della radiazione laser all&#39;infrarosso lontano, rispetto alla radiazione di pompa CO 2, utilizzando un polarizzatore oro a griglia metallica (394 linee / cm) o un polarizzatore Brewster. </li></ol></li></ol> 3. Determinazione lontano infrarosso Frequenze Laser <ol><li> Identificareing le emissioni di CO 2 laser di riferimento. <ol><li> Calcolare la frequenza dell&#39;emissione laser lontano infrarosso basato su sua lunghezza d&#39;onda misurata. </li><li> Identificare serie di CO 2 linee laser di riferimento la cui differenza di frequenza è in qualche gigahertz della frequenza calcolato per l&#39;emissione laser lontano infrarosso 40. Un elenco tipico utilizzato per tali misurazioni è riportata nella Tabella 1. </li></ol></li><li> Ricerca del segnale di battimento eterodina. <ol><li> Identificare la prima serie di linee laser CO 2 di riferimento e impostare ciascun CO 2 laser di riferimento sui rispettivi emissione laser. </li><li> Ottimizzare la potenza di uscita per ogni laser CO 2 di riferimento utilizzando passaggi 2.4.2 tramite 2.4.4 e il misuratore di potenza del monitor. <ol><li> Regolare un&#39;iride, interno o esterno di ciascun laser di riferimento, in modo che la potenza di ciascun CO 2 laser di riferimento è di circa 100 mW misurata dal misuratore di potenza del monitor mostrato inFigura 2. </li></ol></li><li> Bloccare la radiazione dal laser pompa CO 2 utilizzando una fermata fascio mentre sbloccare la radiazione dal CO 2 laser di riferimento. </li><li> Accendere e allineare l&#39;elicottero ottica nel percorso ottico co-lineare dei laser CO 2 di riferimento. </li><li> Ottimizza per massima tensione picco-picco di ciascun CO 2 emissione laser riferimento diodo rivelatore MIM usando diversi specchi, divisori di fascio, ed una lente piano-convessa lunghezza ZnSe focale 2.54 cm osservando l&#39;uscita sull&#39;oscilloscopio, simile alla figura 5 . </li><li> Bloccare la radiazione dal CO 2 laser di riferimento utilizzando una fermata fascio mentre sbloccare la radiazione dal laser pompa CO 2. </li><li> Re-ottimizzare il laser di pompa CO 2 e il laser lontano infrarosso, se necessario, in modo che l&#39;emissione laser lontano infrarosso ha una massima tensione di picco-picco come osservato sull&#39;oscilloscopio. </li><li> Scollegare tha MIM uscita del diodo rivelatore dall&#39;oscilloscopio e collegarlo a un amplificatore la cui uscita è osservato su un analizzatore di spettro. </li><li> Sbloccare la radiazione dal CO 2 laser di riferimento. </li><li> Rimuovere gli elicotteri ottici che modulano la pompa e di riferimento laser CO 2. </li><li> Impostare l&#39;analizzatore di spettro su un arco di 40 MHz e cercare il segnale di battimento con incrementi di 1,5 GHz attraverso la scansione manualmente questa gamma di frequenza con la manopola di regolazione del analizzatore di spettro. </li><li> Se nessun segnale di battimento si osserva, scollegare l&#39;uscita del diodo MIM dall&#39;amplificatore e collegarlo all&#39;oscilloscopio. </li><li> Bloccare la radiazione dal CO 2 laser di riferimento e reinserire l&#39;elicottero ottica nel percorso del laser pompa CO 2. </li><li> Ripetere i passaggi attraverso 3.2.2 3.2.13 necessaria fino a quando l&#39;analizzatore di spettro è stato usato per ricercare il segnale di battimento tra 0 e 12 GHz. </li><li> Se nessun segnale di battimento si osserva, repea passi 3.2.2 attraverso 3.2.14, con un altro gruppo di CO 2 linee laser di riferimento fino a quando il segnale di battimento si osserva o tutti i possibili insiemi di linee laser CO2 di riferimento sono esauriti. </li></ol></li><li> Stabilizzare le frequenze di riferimento di CO 2. <ol><li> Applicare una tensione compresa tra 0 e 900 V al PZT primo CO 2 del laser di riferimento in modo che il segnale dalla rispettiva cella di riferimento fluorescenza è al centro del dip Lamb, illustrata in figura 6 e come visualizzato su un oscilloscopio come in Figura 7. </li><li> Attivare la tensione di retroazione applicata al PZT primo CO 2 del laser di riferimento utilizzando un / servo amplificatore lock-in su misura in modo che rimanga bloccato al centro del dip Lamb. </li><li> Ripetere i punti 3.3.1 e 3.3.2 per il secondo laser CO 2 di riferimento. </li><li> Visivamente monitorare l&#39;uscita del pre-amplificatore su un oscilloscopio, come in figura 7, a enche i laser di riferimento rimane bloccato. </li></ol></li><li> Misura della frequenza di battimento. <ol><li> Centro il segnale di battimento sul display analizzatore di spettro e regolare l&#39;ampiezza di massimizzare la sua dimensione sul display. </li><li> Impostare l&#39;analizzatore di spettro per visualizzare due tracce simultanee del segnale di battimento, come nella figura 8, selezionando la funzione Write sereno sia per Traccia 1 e Traccia 2. Una traccia visualizzerà il segnale istantaneo mentre l&#39;altro registrare il segnale massimo (usando una funzione Attesa Max sull&#39;analizzatore di spettro per la seconda traccia). </li><li> Ruotare il quadrante del micrometro sulla cavità laser lontano infrarosso avanti e indietro attraverso la curva di guadagno per una data modalità cavità. </li><li> Utilizzare la funzione Visualizza sulla analizzatore di spettro di congelare il secondo (Max Hold) traccia una volta si ottiene un modello simmetrico. </li><li> Ruotare leggermente la manopola micrometrica in senso orario per diminuire la lunghezza della cavità laser lontano infrarosso. Osservare simultaneamente i sottotitoliEquent piccolo spostamento della frequenza di battimento sul analizzatore di spettro a causa di questo leggero aumento della frequenza del laser all&#39;infrarosso lontano. </li><li> Posizionare i marcatori alla larghezza a metà massimo dei punti del modello simmetrico (traccia Max Hold) utilizzando la funzione di indicatore con la funzione Delta sul analizzatore di spettro. </li><li> Misurare la frequenza centrale del segnale di battimento utilizzando la funzione Span Pair sull&#39;analizzatore di spettro. </li><li> Ripetere i passaggi 3.4.1 tramite 3.4.7. </li><li> Sbloccare il blocco amplificatore / servo per ogni CO 2 laser di riferimento per sbloccare ogni laser dalla sua frequenza centrale e ri-ottimizzare ogni laser CO 2 di riferimento. </li><li> Ribloccare i laser di riferimento utilizzando passaggi 3.3.1 tramite 3.3.4. </li><li> Ripetere i passaggi 3.4.1 attraverso 3.4.10, per un totale di 6 misurazioni. Una volta completata, sbloccare ogni laser CO 2 di riferimento dalla sua frequenza centrale. </li><li> Calcolare la frequenza riveduta della emissione laser lontano infrarosso utilizzando questi battito frequenze per ottenere una previsione accurata per la seconda serie di linee laser CO 2 di riferimento. </li><li> Identificare un diverso insieme di linee laser CO 2 di riferimento la cui differenza di frequenza è entro qualche gigahertz della frequenza calcolata per l&#39;emissione laser lontano infrarosso. </li><li> Ottimizzare la prossima serie di CO 2 linee laser di riferimento sul diodo rivelatore MIM e ottenere il segnale di battimento con passaggi 3.2.2 attraverso 3.2.15, se necessario. </li><li> Bloccare la nuova serie di linee di CO 2 laser di riferimento utilizzando passaggi 3.3.1 tramite 3.3.4. </li><li> Ripetere i passaggi 3.4.1 attraverso 3.4.10, per un totale di 6 misurazioni. Una volta completata, sbloccare ogni laser CO 2 di riferimento dalla sua frequenza centrale. </li><li> Fascio Inserire ferma nei sentieri della pompa e di riferimento laser CO 2. </li></ol></li><li> Calcolo della frequenza del laser lontano infrarosso. <ol><li> Calcolare la frequenza del laser lontano infrarosso sconosciuto, ν FIR, utilizzando la misurato esserealla frequenza attraverso la relazione FIR = | ν CO2 (I) -ν CO2 (II) | ± | battito ν | Eq. 1 dove | ν CO2 (I) -ν CO2 (II) | è la grandezza della differenza di frequenza sintetizzato dalle due CO 2 laser di riferimento e | battito ν | è l&#39;ampiezza della frequenza di battimento. Il segno ± nell&#39;eq. 1 è determinato in via sperimentale a partire dal punto 3.4.5. </li><li> Ottenere una frequenza media e calcolare ilincertezza. </li></ol></li></ol>

Certain commercial equipment is identified in this paper to foster understanding. Such identification does not imply recommendation or endorsement by the authors, nor does it imply that the equipment identified is necessarily the best available for the purpose.

Ci sono diversi passaggi critici all&#39;interno del protocollo che richiedono una discussione supplementare. Quando si misura la lunghezza d&#39;onda del laser all&#39;infrarosso lontano, come descritto nel passaggio 2.5.3, è importante garantire la stessa modalità dell&#39;emissione laser lontano infrarosso viene utilizzato. Modalità multiple di una lunghezza d&#39;onda laser lontano infrarosso (cioè, TEM 00, TEM 01, etc.) possono essere generati all&#39;interno della cavità laser e...

La misurazione delle frequenze laser lontano infrarosso fu eseguita da Hocker e collaboratori nel 1967. Hanno misurato le frequenze per i 311 e 337 micron emissioni dal-scarico diretto laser acido cianidrico mescolandoli con armoniche di ordine elevato di un segnale a microonde in un diodo al silicio 1. Per misurare frequenze superiori, una catena di laser e dispositivi di miscelazione armonici sono stati utilizzati per generare le armoniche laser 2. Alla fine due stabilizzato anidride carbonica (CO 2) laser sono stati scelti per sintetizzare la differenza necessaria frequenze 3,4. Oggi, frequenze laser all&#39;infrarosso lontano fino a 4 THz può essere misurata con questa tecnica utilizzando solo la prima armonica della frequenza differenza generato da due stabilizzate CO 2 laser di riferimento. Elevate emissioni laser frequenza possono anche essere misurati usando la seconda armonica, come le emissioni laser 9 THz dal isotopologhi metanolo CHD 2 OH e CH 3 </sub&gt; 18 OH. 5,6 Nel corso degli anni, la misurazione accurata delle frequenze laser ha inciso una serie di esperimenti scientifici 7,8 e permesso l&#39;adozione di una nuova definizione del metro dalla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure a Parigi nel 1983. 9 - 11 Eterodina tecniche, come quelle descritte, sono state estremamente utile nella misurazione delle frequenze laser lontano infrarosso generati dai laser pompati otticamente molecolari. Dalla scoperta del laser molecolare pompaggio ottico da Chang e ponti 12, migliaia di pompaggio ottico emissioni laser lontano infrarosso sono stati generati con una varietà di mezzi laser. Ad esempio, difluorometano (CH 2 F 2) e suoi isotopologhi generano oltre 250 emissioni laser quando pompaggio ottico da un laser CO 2. Loro lunghezze d&#39;onda vanno da circa 95,6-1714,1 micron 13. - </sup&gt; 15 Quasi il 75% di queste emissioni laser hanno avuto le loro frequenze misurate, mentre molti sono stati assegnati spettroscopicamente 16-18. Questi laser, e le loro frequenze, esattamente misurata, hanno svolto un ruolo cruciale nel progresso della spettroscopia ad alta risoluzione. Essi forniscono informazioni importanti per gli studi spettrali infrarossi dei gas laser. Spesso queste frequenze laser sono utilizzati per verificare l&#39;analisi degli spettri infrarossi e lontano infrarosso perché forniscono connessioni tra i livelli eccitati stato vibrazionale che spesso sono direttamente accessibili da spettri di assorbimento 19. Essi servono anche come fonte di radiazione primaria per gli studi che indagano transitori, i radicali liberi di breve durata con la tecnica laser a risonanza magnetica 20. Con questa tecnica estremamente sensibile, rotazione e ro-vibrazionale spettri Zeeman negli atomi paramagnetici, molecole e ioni molecolari può essere recorded e analizzato con la capacità di indagare le velocità di reazione utilizzate per creare questi radicali liberi. In questo lavoro, un laser molecolare pompaggio ottico, mostrato in figura 1, è stato utilizzato per generare radiazione laser all&#39;infrarosso lontano da difluorometano. Questo sistema è composto da un onda continua (cw) CO 2 laser di pompa ed una cavità laser lontano infrarosso. Uno specchio interna alla cavità laser lontano infrarosso reindirizza la radiazione laser CO 2 nel tubo di rame lucido, subendo ventisei riflessioni prima di terminare alla fine della cavità, spargendo qualsiasi radiazione di pompa residua. Pertanto, il mezzo di laser lontano infrarosso è eccitato con una geometria di pompaggio trasversale. Per generare azione del laser, diverse variabili vengono regolati, alcuni simultaneamente, e tutte sono poi ottimizzati volta radiazione laser è osservata. In questo esperimento, la radiazione laser all&#39;infrarosso lontano è monitorata da un metallo-insutore-metallo (MIM) punto di contatto diodo rivelatore. Il rivelatore diodo MIM è stato usato per misure di frequenza laser dal 1969. 21 - 23 In misure di frequenza laser, il rivelatore diodo MIM è un mixer armonico tra due o più sorgenti di radiazione incidente sul diodo. Il rivelatore diodo MIM è costituito da un filo di tungsteno affilato contatto con un base di nickel otticamente lucidato 24. La base nichel ha un naturale strato di ossido sottile che è lo strato isolante. Una volta che una emissione laser è stato rilevato, la sua lunghezza d&#39;onda, polarizzazione, forza e pressione di esercizio ottimizzati sono stati registrati mentre la sua frequenza è stata misurata utilizzando tre laser eterodina tecnica 25 - 27 secondo il metodo descritto originariamente in Ref. 4. La Figura 2 mostra il laser molecolare pompaggio ottico con due ulteriori cw CO 2 laser di riferimento avente sta frequenza indipendentisistemi bilization che utilizzano il tuffo Agnello nel segnale di fluorescenza 4.3 micron da una cella di riferimento, a bassa pressione esterna 28. Questo manoscritto descrive il processo utilizzato per la ricerca di emissioni laser all&#39;infrarosso lontano e metodo per la stima loro lunghezza d&#39;onda e nel determinare con precisione la loro frequenza. Specifiche relative alla tecnica eterodina tre laser così come i vari componenti ei parametri operativi del sistema possono essere trovati in riferimento Tabella A con riferimenti 4, 25-27, 29 e 30.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Vacuum pump</td>
			<td>Leybold</td>
			<td>Trivac D4A</td>
			<td>HE-175 oil; Quantity = 3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum pump</td>
			<td>Leybold</td>
			<td>Trivac D8B or D16B</td>
			<td>Fomblin Fluid; Quantity = 1 of each</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum pump</td>
			<td>Leybold</td>
			<td>Trivac D25B</td>
			<td>HE-175 oil; Quantity = 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical chopper with controller</td>
			<td>Stanford Research Systems</td>
			<td>SR540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lock-in amplifier</td>
			<td>Stanford Research Systems</td>
			<td>SR830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrum analyzer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>E4407B</td>
			<td>ESA-E Series, 9 kHz to 26.5 GHz Spectrum Analyzer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier&#160;</td>
			<td>Miteq</td>
			<td>AFS-44</td>
			<td>Provides amplification of signals between 2 and 18 GHz. The amplifier is powered by a Hewlett Packard triple output DC power supply, model E3630A.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier&#160;</td>
			<td>Avantek</td>
			<td>AWL-1200B</td>
			<td>Provides amplification of signals less than 1.2 GHz.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>Hewlett Packard</td>
			<td>E3630A</td>
			<td>Low voltage DC power supply for amplifier.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>Glassman</td>
			<td>KL Series</td>
			<td>High voltage power supply for the CO2 lasers; Quantity = 2; negative polarity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>Fluke</td>
			<td>412B</td>
			<td>High voltage power supply used with the NIST Asymmetric HV Amp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Detector</td>
			<td>Judson Infrared Inc</td>
			<td>J10D</td>
			<td>For fluorescence cell; Quantity = 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 laser spectrum analyzer</td>
			<td>Optical Engineering&#160;</td>
			<td>16-A</td>
			<td>Currently sold by Macken Instruments Inc.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal imaging plates with UV light</td>
			<td>Optical Engineering&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Primarily used for aligning the CO2 reference lasers. Currently sold by Macken Instruments Inc.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resistors</td>
			<td>Ohmite&#160;</td>
			<td>L225J100K</td>
			<td>100 kW, 225 W. Between 4 to 6 resistors are used in each ballast system. Each CO2 laser has its own ballast system. Fans are used to cool the resistors.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HV relay, SPDT</td>
			<td>CII Technologies</td>
			<td>H-17</td>
			<td>Quantity = 3; one for each CO2 laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier&#160;</td>
			<td>Princeton Applied Research</td>
			<td>PAR 113</td>
			<td>Used with fluorescence cell; Quantity = 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>2235A</td>
			<td>Similar models are also used; Quantity = 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope/Differential amplifier</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>7903 oscilloscope with 7A22 differential amplifier</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power meter with sensor</td>
			<td>Coherent</td>
			<td>200</td>
			<td>For use below 10 W.&#160; This is the power meter shown in Figure 2.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power meter with sensor</td>
			<td>Scientech, Inc</td>
			<td>Vector S310</td>
			<td>For use below 30 W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multimeter</td>
			<td>Fluke</td>
			<td>73III</td>
			<td>Similar models are also used; Quantity = 3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>NI cDAQ 9174 chassis with NI 9223 input module</td>
			<td>Uses LabVIEW software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Simichrome polish</td>
			<td>Happich GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Polish for the Nickel base used in the MIM diode detector. Although the Nickel base can be used immediately after polishing, a 12 hour lead time is typically recommended.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure gauge</td>
			<td>Wallace and Tiernan</td>
			<td>61C-1D-0050</td>
			<td>Series 300; for CO2 laser; Quantity = 3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure gauge with controller</td>
			<td>Granville Phillips</td>
			<td>Series 375</td>
			<td>For far-infrared laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zirconium Oxide felt</td>
			<td>Zircar Zirconia</td>
			<td>ZYF felt</td>
			<td>Used as a beam stop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zirconium Oxide board</td>
			<td>Zircar Zirconia</td>
			<td>ZYZ-3 board</td>
			<td>Used as a beam stop; Quantity = 4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon sheet</td>
			<td>Scientific Commodities, Inc</td>
			<td>BB96312-1248</td>
			<td>1/32 inch thick; used for the far-infrared laser output window</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene</td>
			<td>C-Line sheet protectors</td>
			<td>61003</td>
			<td>used for the far-infrared laser output window</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum grease</td>
			<td>Apiezon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>Kepco</td>
			<td>NTC 2000</td>
			<td>PZT power supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PZT tube</td>
			<td>Morgan Advanced Materials</td>
			<td></td>
			<td>1 inch length, 1 inch outer diameter, 0.062 inch thickness, reverse polarity (positive voltage on outside); Quantity = 3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZnSe (AR coated)</td>
			<td>II-VI Inc</td>
			<td></td>
			<td>CO2 laser window (Quantity = 3), lens, and beam splitter (Quantity 3)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl window</td>
			<td>Edmond Optics</td>
			<td></td>
			<td>Quantity = 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaF window</td>
			<td>Edmond Optics</td>
			<td></td>
			<td>Quantity = 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser mirrors and gratings</td>
			<td>Hyperfine, Inc</td>
			<td></td>
			<td>Gold-coated; includes positioning mirrors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass laser tubes and reference cells</td>
			<td>Allen Scientific Glass</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MIM diode detector</td>
			<td>Custom Microwave, Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Other</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Other materials include magnetic bases, base plates, base clamps, XYZ translation stage, etc.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

characterizing far-infrared laser emissions and the measurement of their frequencies

La generazione e successiva misura della radiazione all&#39;infrarosso lontano ha trovato numerose applicazioni in spettroscopia ad alta risoluzione, radio astronomia, e di imaging Terahertz. Per circa 45 anni, la generazione di coerenza, radiazioni all&#39;infrarosso lontano è stato realizzato utilizzando il laser molecolare pompaggio ottico. Una volta rilevata la radiazione laser all&#39;infrarosso lontano, le frequenze di queste emissioni laser sono misurate usando una tecnica eterodina tre laser. Con questa tecnica, la frequenza sconosciuta del laser molecolare pompaggio ottico è mescolato con la differenza di frequenza tra due frequenze di riferimento, stabilizzati infrarossi. Queste frequenze di riferimento vengono generati da laser di biossido di carbonio indipendenti, ciascuna stabilizzato utilizzando il segnale di fluorescenza da una cella di riferimento bassa pressione esterna. Il battito risultante tra le note e sconosciute frequenze laser è monitorato da un punto di contatto diodo rivelatore metallo-isolante-metallo la cui uscita è osservato su una specificaanalizzatore trum. La frequenza di battimento tra queste emissioni laser viene successivamente misurata e combinato con le frequenze di riferimento noti per estrapolare la frequenza del laser lontano infrarosso sconosciuta. La risultante di un sigma incertezza frazionata per frequenze laser misurata con questa tecnica è di ± 5 parti in 10 7. Determinare accuratamente la frequenza delle emissioni laser lontano infrarosso è critico in quanto sono spesso utilizzati come riferimento per altre misure, come in alto indagini spettroscopiche -Risoluzione dei radicali liberi con laser a risonanza magnetica. Nell&#39;ambito di questa indagine, difluorometano, CH 2 F 2, è stato utilizzato come mezzo di laser lontano infrarosso. In tutto, otto frequenze laser lontano infrarosso sono stati misurati per la prima volta con frequenze che vanno da 0.359 al 1.273 THz. Tre di queste emissioni laser sono stati scoperti durante questa indagine e presentate con la loro pressione di esercizio ottimale, polarizzazione rispetto al CO 2 </sub&gt; pompa di laser, e la forza.

Come accennato, la frequenza riportata di emissione laser lontano infrarosso è una media di almeno dodici misure effettuate con almeno due diversi insiemi di CO linee laser 2 di riferimento. La Tabella 2 illustra i dati registrati per l&#39;emissione 235.5 micron laser utilizzando la 9 P 04 CO 2 laser della pompa. Per questa emissione laser lontano infrarosso, sono state registrate quattordici misurazioni individuali della frequenza di battimento. La prima serie di misure...

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Characterizing Far-infrared Laser Emissions and the Measurement of Their Frequencies

We describe the generation of far-infrared radiation using an optically pumped molecular laser along with the measurement of their frequencies with heterodyne techniques. The experimental system and techniques are demonstrated using difluoromethane (CH2F2) as the laser medium whose results include three new laser emissions and eight measured laser frequencies.

Caratterizzare lontano infrarosso Emissioni laser e la misurazione delle loro frequenze

The generation and subsequent measurement of far-infrared radiation has found numerous applications in high-resolution spectroscopy, radio astronomy, and ...

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12.0K Views.  Central Washington University. We describe the generation of far-infrared radiation using an optically pumped molecular laser along with the measurement of their frequencies with heterodyne techniques. The experimental system and techniques are demonstrated using difluoromethane (CH2F2) as the laser medium whose results include three new laser emissions and eight measured laser frequencies.

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Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials offering a superior control over the spatial distribution of charge carriers across material interfaces. As this study demonstrates, a combination of donor-acceptor nanocrystal (NC) domains in a single nanoparticle can lead to the realization of efficient photocatalytic1-5 materials, while a layered assembly of donor- and acceptor-like nanocrystals films gives rise to photovoltaic materials.
Initially the paper focuses on the synthesis of composite inorganic nanocrystals, comprising linearly stacked ZnSe, CdS, and Pt domains, which jointly promote photoinduced charge separation. These structures are used in aqueous solutions for the photocatalysis of water under solar radiation, resulting in the production of H2 gas. To enhance the photoinduced separation of charges, a nanorod morphology with a linear gradient originating from an intrinsic electric field is used5. The inter-domain energetics are then optimized to drive photogenerated electrons toward the Pt catalytic site while expelling the holes to the surface of ZnSe domains for sacrificial regeneration (via methanol). Here we show that the only efficient way to produce hydrogen is to use electron-donating ligands to passivate the surface states by tuning the energy level alignment at the semiconductor-ligand interface. Stable and efficient reduction of water is allowed by these ligands due to the fact that they fill vacancies in the valence band of the semiconductor domain, preventing energetic holes from degrading it. Specifically, we show that the energy of the hole is transferred to the ligand moiety, leaving the semiconductor domain functional. This enables us to return the entire nanocrystal-ligand system to a functional state, when the ligands are degraded, by simply adding fresh ligands to the system4.
To promote a photovoltaic charge separation, we use a composite two-layer solid of PbS and TiO2 films. In this configuration, photoinduced electrons are injected into TiO2 and are subsequently picked up by an FTO electrode, while holes are channeled to a Au electrode via PbS layer6. To develop the latter we introduce a Semiconductor Matrix Encapsulated Nanocrystal Arrays (SMENA) strategy, which allows bonding PbS NCs into the surrounding matrix of CdS semiconductor. As a result, fabricated solids exhibit excellent thermal stability, attributed to the heteroepitaxial structure of nanocrystal-matrix interfaces, and show compelling light-harvesting performance in prototype solar cells7.

A general strategy for the development of charge-separating semiconductor nanocrystal composites deployable for solar energy production is presented. We show that assembly of donor-acceptor nanocrystal domains in a single nanoparticle geometry gives rise to a photocatalytic function, while bulk-heterojunctions of donor-acceptor nanocrystal films can be used for photovoltaic energy conversion.

Raccolta di energia solare per mezzo di separatori di carica-nanocristalli e loro Solidi

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

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Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold molecular beams. However, these beams often contain multiple conformers and clusters, even at low rotational temperatures. We present an experimental methodology that allows the spatial separation of these constituent parts of a molecular beam expansion. Using an electric deflector the beam is separated by its mass-to-dipole moment ratio, analogous to a bender or an electric sector mass spectrometer spatially dispersing charged molecules on the basis of their mass-to-charge ratio. This deflector exploits the Stark effect in an inhomogeneous electric field and allows the separation of individual species of polar neutral molecules and clusters. It furthermore allows the selection of the coldest part of a molecular beam, as low-energy rotational quantum states generally experience the largest deflection. Different structural isomers (conformers) of a species can be separated due to the different arrangement of functional groups, which leads to distinct dipole moments. These are exploited by the electrostatic deflector for the production of a conformationally pure sample from a molecular beam. Similarly, specific cluster stoichiometries can be selected, as the mass and dipole moment of a given cluster depends on the degree of solvation around the parent molecule. This allows experiments on specific cluster sizes and structures, enabling the systematic study of solvation of neutral molecules.

We present a technique that allows the spatial separation of different conformers or clusters present in a molecular beam. An electrostatic deflector is used to separate species by their mass-to-dipole moment ratio, leading to the production of gas-phase ensembles of a single conformer or cluster stoichiometry.

Separazione spaziale di conformatori molecolari e cluster

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement is used. Here we operate a Nd:YAG laser at a frequency of 10 Hz at the fundamental wavelength of 1,064 nm. The 14 nsec pulses with anenergy of 190 mJ/pulse are focused to a 50 &#181;m spot size to generate a plasma from optical breakdown or laser ablation in air. The microplasma is imaged onto the entrance slit of a 0.6 m spectrometer, and spectra are recorded using an 1,800 grooves/mm grating an intensified linear diode array and optical multichannel analyzer (OMA) or an ICCD. Of interest are Stark-broadened atomic lines of the hydrogen Balmer series to infer electron density. We also elaborate on temperature measurements from diatomic emission spectra of aluminum monoxide (AlO), carbon (C2), cyanogen (CN), and titanium monoxide (TiO).
The experimental procedures include wavelength and sensitivity calibrations. Analysis of the recorded molecular spectra is accomplished by the fitting of data with tabulated line strengths. Furthermore, Monte-Carlo type simulations are performed to estimate the error margins. Time-resolved measurements are essential for the transient plasma commonly encountered in LIBS.

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

Time-resolved atomic and diatomic molecular species are measured using LIBS. The spectra are collected at various time delays following the generation of optical breakdown plasma with Nd:YAG laser radiation&#160;and are analyzed to infer electron density and temperature.

Misura e Analisi di idrogeno atomico e molecolare Diatomic AlO, C<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, e TiO Spectra Following Laser-Induced Breakdown ottico

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement ...

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a new and inexpensive procedure to force mode locking in a pre-adjusted nonlinear polarization rotation fiber laser. This procedure is based on the detection of a sudden change in the output polarization state when mode locking occurs. This change is used to command the alignment of the intra-cavity polarization controller in order to find mode-locking conditions. More specifically, the value of the first Stokes parameter varies when the angle of the polarization controller is swept and, moreover, it undergoes an abrupt variation when the laser enters the mode-locked state. Monitoring this abrupt variation provides a practical easy-to-detect signal that can be used to command the alignment of the polarization controller and drive the laser towards mode locking. This monitoring is achieved by feeding a small portion of the signal to a polarization analyzer measuring the first Stokes parameter. A sudden change in the read out of this parameter from the analyzer will occur when the laser enters the mode-locked state. At this moment, the required angle of the polarization controller is kept fixed. The alignment is completed. This procedure provides an alternate way to existing automating procedures that use equipment such as an optical spectrum analyzer, an RF spectrum analyzer, a photodiode connected to an electronic pulse-counter or a nonlinear detecting scheme based on two-photon absorption or second harmonic generation. It is suitable for lasers mode locked by nonlinear polarization rotation. It is relatively easy to implement, it requires inexpensive means, especially at a wavelength of 1550 nm, and it lowers the production and operation costs incurred in comparison to the above-mentioned techniques.

A protocol to detect and automate mode locking in a pre-adjusted nonlinear polarization rotation fiber laser is presented. The detection of a sudden change in the output polarization state when mode locking occurs is used to command the alignment of an intra-cavity polarization controller in order to find mode-locking conditions.

Automazione della modalità di bloccaggio in una rotazione in fibra laser non lineare di polarizzazione attraverso l&#39;uscita di polarizzazione Misure

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Design and Use of a Full Flow Sampling System (FFS) for the Quantification of Methane Emissions

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas industry faces continued scrutiny for methane emissions from across the supply chain, due to methane&#39;s relatively high global warming potential (25-84x that of carbon dioxide, according to the Energy Information Administration). Currently, a variety of techniques of varied uncertainties exists to measure or estimate methane emissions from components or facilities. Currently, only one commercial system is available for quantification of component level emissions and recent reports have highlighted its weaknesses.
In order to improve accuracy and increase measurement flexibility, we have designed, developed, and implemented a novel full flow sampling system (FFS) for quantification of methane emissions and greenhouse gases based on transportation emissions measurement principles. The FFS is a modular system that consists of an explosive-proof blower(s), mass airflow sensor(s) (MAF), thermocouple, sample probe, constant volume sampling pump, laser based greenhouse gas sensor, data acquisition device, and analysis software. Dependent upon the blower and hose configuration employed, the current FFS is able to achieve a flow rate ranging from 40 to 1,500 standard cubic feet per minute (SCFM). Utilization of laser-based sensors mitigates interference from higher hydrocarbons (C2+). Co-measurement of water vapor allows for humidity correction. The system is portable, with multiple configurations for a variety of applications ranging from being carried by a person to being mounted in a hand drawn cart, on-road vehicle bed, or from the bed of utility terrain vehicles (UTVs). The FFS is able to quantify methane emission rates with a relative uncertainty of &#177; 4.4%. The FFS has proven, real world operation for the quantification of methane emissions occurring in conventional and remote facilities.

Design and Use of a Full Flow Sampling System FFS for the Quantification of Methane Emissions

We have designed, developed, and implemented a novel full flow sampling system (FFS) for quantification of methane emissions and greenhouse gases from across the natural gas supply chain.

Progettazione e l&#39;uso di un sistema di campionamento a flusso pieno (FFS) per la quantificazione delle emissioni di metano

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly scattered dielectric microparticles adhered to a glass substrate are momentarily detached using ultrasonic vibrations generated by a piezoelectric transducer (PZT). Then, the optical beam focused on a selected particle lifts it up to the optical trap while the vibrationally excited microparticles fall back to the substrate. A particle may be trapped at the nominal focus of the trapping beam or at a position above the focus (referred to here as the levitation position) where gravity provides the restoring force. After the measurement, the trapped particle can be placed at a desired position on the substrate in a controlled manner. 
In this protocol, an experimental procedure for selective optical trap loading in air is outlined. First, the experimental setup is briefly introduced. Second, the design and fabrication of a PZT holder and a sample enclosure are illustrated in detail. The optical trap loading of a selected microparticle is then demonstrated with step-by-step instructions including sample preparation, launching into the trap, and use of electrostatic force to excite particle motion in the trap and measure charge. Finally, we present recorded particle trajectories of Brownian and ballistic motions of a trapped microparticle in air. These trajectories can be used to measure stiffness or to verify optical alignment through time domain and frequency domain analysis. Selective trap loading enables optical tweezers to track a particle and its changes over repeated trap loadings in a reversible manner, thereby enabling studies of particle-surface interaction.

A protocol for launching and stably trapping selected dielectric microparticles in air is presented.

Optical Trappola Caricamento di dielettrico microparticelle in aria

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...

Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. This paper proposes a semi-three-dimensional (semi-3D) flow-focusing microfluidic chip for droplet formation. The polydimethylsiloxane (PDMS) chip was fabricated using the multi-layer soft lithography method. Hexadecane containing surfactant was used as the continuous phase, and PEGDA with the ultraviolet (UV) photo-initiator was the dispersed phase. Surfactants allowed the local surface tension to drop and formed a more cusped tip which promoted breaking into tiny micro-droplets. As the pressure of dispersed phase was constant, the size of droplets became smaller with increasing continuous phase pressure before dispersed phase flow was broken off. As a result, droplets with size variation from 1 &#181;m to 80 &#181;m in diameter could be selectively achieved by changing the pressure ratio in two inlet channels, and the average coefficient of variation was estimated to be below 7%. Furthermore, droplets could turn into micro-beads by UV exposure for photo-polymerization. Conjugating biomolecules on such micro-beads surface have many potential applications in the fields of biology and chemistry.

Generation of Size-controlled Poly ethylene Glycol Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Here, we present a protocol to illustrate the fabrication processes and verifying experiments of a semi-three-dimensional (semi-3D) flow-focusing microfluidic chip for droplet formation.

Generazione di dimensione controllata poli (glicol etilenico) diacrilato goccioline tramite dispositivi microfluidici concentrandosi flusso Semi-3-dimensionale

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. ...

Quantitative Analysis of Vacuum Induction Melting by Laser-induced Breakdown Spectroscopy

Vacuum induction melting is a popular method for refining high purity metal and alloys. Traditionally, standard process control in metallurgy involves several steps, include drawing samples, cooling, cutting, transport to the laboratory, and analysis. The whole analysis process requires more than 30 minutes, which hinders on-line process control. Laser-induced breakdown spectroscopy is an excellent on-line analysis method that can satisfy the requirements of vacuum induction melting because it is fast and noncontact and does not require sample preparation. The experimental facility uses a lamp-pumped Q-switched laser to ablate melted liquid steel with an output energy of 80 mJ, a frequency of 5 Hz, a FWHM pulse width of 20 ns, and a working wavelength of 1,064 nm. A multi-channel linear charge coupled device (CCD) spectrometer is used to measure the emission spectrum in real time, with a spectral range from 190 to 600 nm and a resolution of 0.06 nm at a wavelength of 200 nm. The protocol includes several steps: standard alloy sample preparation and an ingredient test, smelting of standard samples and determination of the laser breakdown spectrum, and construction of the elements concentration quantitative analysis curve of each element. To realize the concentration analysis of unknown samples, the spectrum of a sample also needs to be measured and disposed with the same process. The composition of all main elements in the melted alloy can be quantitatively analyzed with an internal standard method. The calibration curve shows that the limit of detection of most metal elements ranges from 20-250 ppm. The concentration of elements, such as Ti, Mo, Nb, V, and Cu, can be lower than 100 ppm, and the concentrations of Cr, Al, Co, Fe, Mn, C, and Si range from 100-200 ppm. The R2 of some calibration curves can exceed 0.94.

During vacuum induction melting, laser-induced breakdown spectroscopy is used to perform real-time quantitative analysis of the main-ingredient elements of a molten alloy.

Analisi quantitativa della fusione a induzione sottovuoto mediante spettroscopia di ripartizione indotta da laser

Vacuum induction melting is a popular method for refining high purity metal and alloys. Traditionally, standard process control in metallurgy involves ...

Method Development for Contactless Resonant Cavity Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of data that can be obtained from an individual sample and renders it difficult to produce statistically relevant data for unique and rare materials. Resonant cavity dielectric spectroscopy is a non-destructive, contactless technique which can simultaneously interrogate both sides of a sheeted material and provide measurements which are suitable for statistical interpretations. This offers analysts the ability to quickly discriminate between sheeted materials based on composition and storage history. In this methodology article, we demonstrate how contactless resonant cavity dielectric spectroscopy may be used to differentiate between paper analytes of varying fiber species compositions, to determine the relative age of the paper, and to detect and quantify the amount of post-consumer waste (PCW) recycled fiber content in manufactured office paper.

A protocol for the non-destructive analysis of the fiber content and relative age of paper.

Sviluppo del metodo per studi spettroscopici distesina di cavità senza contatto della carta cellulosica

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of ...

Measuring Sub-23 Nanometer Real Driving Particle Number Emissions Using the Portable DownToTen Sampling System

The current particle size threshold of the European Particle Number (PN) emission standards is 23 nm. This threshold could change because future combustion engine vehicle technology may emit large amounts of sub-23 nm particles. The Horizon 2020 funded project DownToTen (DTT) developed a sampling and measurement method to characterize particle emissions in this currently unregulated size range. A PN measurement system was developed based on an extensive review of the literature and laboratory experiments testing a variety of PN measurement and sampling approaches. The measurement system developed is characterized by high particle penetration and versatility, which enables the assessment of primary particles, delayed primary particles, and secondary aerosols, starting from a few nanometers in diameter. This paper provides instruction on how to install and operate this Portable Emission Measurement System (PEMS) for Real Drive Emissions (RDE) measurements and assess particle number emissions below the current legislative limit of 23 nm.

Presented here is the DownToTen (DTT) portable emission measurement system to assess real driving automotive emissions of sub-23 nm particles.