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基于VASP的光吸收谱模拟

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简介：
本研究利用VASP软件进行第一性原理计算，专注于材料的光吸收特性仿真分析，旨在探索新型光电功能材料的设计与优化。 vasp表面表征模拟系列包括以下内容： 1) 光吸收谱模拟； 2) 模拟ARPES（角分辨光电子能谱）； 3) 模拟STM成像（扫描隧道显微镜成像）； 4) 模拟红外拉曼光谱。

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  • 基于VASP的光吸收谱模拟
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    本研究利用VASP软件进行第一性原理计算，专注于材料的光吸收特性仿真分析，旨在探索新型光电功能材料的设计与优化。 vasp表面表征模拟系列包括以下内容： 1) 光吸收谱模拟； 2) 模拟ARPES（角分辨光电子能谱）； 3) 模拟STM成像（扫描隧道显微镜成像）； 4) 模拟红外拉曼光谱。
     
  • 紫外-可见吸收光谱
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    紫外-可见吸收光谱是一种通过测量物质在紫外和可见光区域对不同波长光的吸收程度来分析其组成成分及结构的光谱技术。 紫外可见吸收光谱是一种用于研究物质对紫外线及可见光线的吸收特性的分析技术。这种技术主要关注分子内电子从低能级向高能级跃迁的过程，属于电子光谱范畴。在有机化合物中，不同的分子结构决定了电子跃迁的可能性和所需的能量。 紫外吸收光谱中的电子跃迁主要包括σ→σ*、n→σ*、π→π*以及n→π*四种类型。其中，σ→σ*跃迁发生在远紫外线区域，通常位于150纳米附近；然而大多数的紫外可见光谱仪无法检测到这一波段。n→σ*跃迁则出现在230至150纳米之间，并常见于含-OH、-NH₂、-X及-S等基团的分子中。 π→π*和n→π*跃迁分别对应E1带与K(E2)带，以及R带。前者通常涉及芳香环或共轭多烯结构中的电子跃迁，在紫外区域的吸收峰大约在190至250纳米；后者则出现在含羰基、硫酮及硝基等官能团化合物中，波长范围为200至400纳米。 根据朗伯-比尔定律，吸光度A与溶液浓度c、摩尔吸光系数ε以及吸收池厚度l之间存在线性关系：A = lg(I₀/I) = εlc。这一原理是紫外可见吸收光谱定量分析的基础。 此外，分子内部的共轭效应、空间位阻和溶剂化作用等都可能影响到谱带的位置（蓝移或红移）、强度变化以及精细结构的变化情况。例如，在极性溶剂中进行π→π*跃迁时能量会降低，导致吸收波长向较长方向移动；相反地，n→π*跃迁的能量则会上升，使光谱峰位变短。 选择合适的溶剂非常重要：它应当避免自身在紫外区域的吸收，并且实验记录应注明所使用的具体溶剂类型以确保结果准确性和可比性。通过识别特定的吸收带和理解不同条件下的变化规律，可以推断出有机化合物的具体结构信息、官能团种类等关键细节，在化学反应机制研究、物质鉴定及药物分析等领域具有重要意义。
     
  • 二极管激光吸收光谱中二次谐波信号的模拟与分析
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    本研究探讨了在二极管激光吸收光谱技术中的二次谐波信号，通过理论建模和数值仿真对其进行深入分析，旨在提升检测灵敏度和精度。 近年来发展起来的可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）具有高分辨率、高灵敏度及快速测量等特点，在气体检测领域得到了广泛应用。在该技术中，波长调制光谱信号的二次谐波分量通常作为检测信号，用于反演气体浓度信息。 利用MATLAB中的可视化建模仿真平台Simulink，我们模拟了基于TDLAS的波长调制光谱信号，并采用锁相放大原理提取其二次谐波分量。具体而言，通过数字锁相和正交双通道结构实现锁相算法。为了优化参数设置以提高二次谐波信号的质量，我们分析了不同调制系数对二次谐波信号的影响，从而确定最佳的调制系数用于后续的气体浓度测定工作。
     
  • Voigt函数在激光吸收光谱中的应用
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    本文探讨了Voigt函数在激光吸收光谱分析中的理论基础及其应用价值，详细介绍了其在高精度测量与数据分析方面的优势。 激光吸收光谱中的Voigt函数是一种用于描述线性分子在气体环境中吸收光的频率分布特征的重要数学模型。它结合了洛伦兹（Lorentzian）与高斯（Gaussian）两种函数，能够更准确地模拟由于多普勒效应和碰撞导致的谱线展宽现象。
     
  • 基于小波变换的差分吸收光谱数据分析方法
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    本研究提出了一种基于小波变换的差分吸收光谱数据处理技术，有效提升了分析精度和速度，在环境监测、工业检测等领域具有重要应用价值。 差分光学吸收光谱法（DOAS）已成为测量大气微量气体成分含量的常用方法。该技术通过分析窄带分子特征吸收波段来区分不同的微量气体，并基于最小二乘原理，利用测得的大气光谱与标准吸收截面进行拟合，以确定待测气体浓度。然而，在实际应用中，系统噪声会叠加在吸收光谱上，影响测量精度。传统差分吸收光谱系统通常采用多项式平滑滤波来去除这些噪声。本段落提出了一种使用软阈值小波变换去噪的方法，并对实验结果进行了比较分析。结果显示，软阈值小波去噪方法能够提高差分吸收光谱系统的测量精度并降低检测限。
     
  • SpectrumToRGB：从吸收光谱或反射光谱生成RGB近似值-源码
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    SpectrumToRGB 是一个工具，能够将吸收或反射光谱数据转换为接近人眼感知颜色的RGB值。包含源代码和文档，适用于科研及色彩分析等领域。 SpectrumToRGB 获取输入的吸收光谱或反射光谱，并输出 RGB 近似值。
     
  • matlab光谱面积_n_mianji.zip_波段深度_吸收峰面积_光谱分析
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    本资源包提供了一个MATLAB程序，用于计算和分析光谱数据中的波段深度及吸收峰面积。通过该工具可以有效进行光谱特征提取与定量分析，适用于化学、环境科学等领域的研究工作。 计算光谱数据的吸收峰面积、深度和斜度，有助于提取敏感波段并进行进一步分析。
     
  • VASP的计算模拟
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    简介：《VASP的计算模拟》旨在介绍和讲解如何使用VASP软件进行材料科学中的第一性原理计算。本书内容包括从基础理论到高级应用的技术细节，是科研人员及学生学习该领域的实用指南。 本手册是个人使用VASP后的经验总结，版权属于作者及厦门大学物理系计算物理实验室（负责人：朱梓忠教授）。未经许可，不得在网上传播。文中提到的一些小程序可以提供给使用者参考。在阅读过程中如遇到不清楚或含糊的地方，请查阅VASP的英文手册或者联系我进行咨询。如果您认为本手册中的某些地方需要更正或修改，请及时告知我。当使用VASP时遇到问题也可以与我交流，共同学习和掌握VASP的强大功能。 编写此手册参考了VASP的英文手册、G.Kresse的相关报告以及互联网上的相关资料，版权属于侯柱锋博士所有。
     
  • Judd-Ofelt 分析在涂料纤维中的应用：基于吸收光谱的 MATLAB 实现
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    本研究利用MATLAB软件实现Judd-Ofelt分析方法，并应用于涂料纤维中稀土离子的光学性质表征，通过吸收光谱数据计算相关参数。 该程序通过最小二乘拟合对线强度（单位 cm^2）进行分析，并利用Judd-Ofelt方法解析吸收光谱。由此确定一组Judd-Ofelt参数，用于预测受激发态向所有较低能级跃迁的分支比和转移概率。电偶极子(ED)和磁偶极子(MD)跃迁的概率均被计算以完成全面分析。辐射寿命体现了这些跃迁概率对不同类型的跃迁（包括ED和MD）的影响。
     
  • Ch3_lens_imaging_simulation_基于角谱理论的光场传输模拟_matlab_角谱_角谱理论_
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    本项目采用Matlab编程实现基于角谱理论的光场传输模拟，探讨了光学成像系统中的光线传播特性，为复杂场景下的图像处理提供理论支持。 在MatLab中，利用角谱理论模拟了物体经过透镜成像的过程。例子中的物体会是一张读入的图像（五角星），分别在放大倍数为1、2、6的情况下进行模拟。