New insights into the compressibility and high-pressure stability of Ni(CN)2: a combined study of neutron diffraction, Raman spectroscopy, and inelastic neutron scattering

Nickel cyanide is a layered material showing markedly anisotropic behaviour. High-pressure neutron diffraction measurements show that at pressures up to 20.1 kbar, compressibility is much higher in the direction perpendicular to the layers, c, than in the plane of the strongly chemically bonded metal-cyanide sheets. Detailed examination of the behaviour of the tetragonal lattice parameters, a and c, as a function of pressure reveal regions in which large changes in slope occur, for example, in c(P) at 1 kbar. The experimental pressure dependence of the volume data is fitted to a bulk modulus, B0, of 1050 (20) kbar over the pressure range 0–1 kbar, and to 124 (2) kbar over the range 1–20.1 kbar. Raman spectroscopy measurements yield additional information on how the structure and bonding in the Ni(CN)2 layers change with pressure and show that a phase change occurs at about 1 kbar. The new high-pressure phase, (Phase PII), has ordered cyanide groups with sheets of D4h symmetry containing Ni(CN)4 and Ni(NC)4 groups. The Raman spectrum of phase PII closely resembles that of the related layered compound, Cu1/2Ni1/2(CN)2, which has previously been shown to contain ordered C≡N groups. The phase change, PI to PII, is also observed in inelastic neutron scattering studies which show significant changes occurring in the phonon spectra as the pressure is raised from 0.3 to 1.5 kbar. These changes reflect the large reduction in the interlayer spacing which occurs as Phase PI transforms to Phase PII and the consequent increase in difficulty for out-of-plane atomic motions. Unlike other cyanide materials e.g. Zn(CN)2 and Ag3Co(CN)6, which show an amorphization and/or a decomposition at much lower pressures (~100 kbar), Ni(CN)2 can be recovered after pressurising to 200 kbar, albeit in a more ordered form.

Ultra-long raman laser with a feedback based on the Rayleigh scattering

This paper reports the Rayleigh scattering effects in ultra-long Raman fibre laser. It has been found that in a long fibre cavity (-100 km) the distributed feedback due to Rayleigh back scattering at propagation of light between fibre Bragg grating reflectors may be comparable with the lumped feedback provided by the FBG itself. As a result, Raman lasing in the fibre span limited by lumped (FBG) reflector at one side only appears possible due to significant reflection from the RS-based "random" distributed mirror at the other side. Thus, it concludes that a distributed Rayleigh scattering "random" mirror can form a cavity together with a single FBG spliced to the opposite cavity end.

Dual-wavelength, ultralong Raman laser with Rayleigh-scattering feedback

We present experimental demonstration of a 200-km-long, dual-wavelength Raman laser utilizing two slightly different-wavelength fiber Bragg gratings, one on each side of the fiber span. The obtained results clearly prove the generation of two independent Raman lasers with a distributed “random” Rayleigh scattering mirror forming a cavity together with each of the individual fiber Bragg grating reflectors.

Ultra-long raman laser with a feedback based on the Rayleigh scattering

This paper reports the Rayleigh scattering effects in ultra-long Raman fibre laser. It has been found that in a long fibre cavity (-100 km) the distributed feedback due to Rayleigh back scattering at propagation of light between fibre Bragg grating reflectors may be comparable with the lumped feedback provided by the FBG itself. As a result, Raman lasing in the fibre span limited by lumped (FBG) reflector at one side only appears possible due to significant reflection from the RS-based "random" distributed mirror at the other side. Thus, it concludes that a distributed Rayleigh scattering "random" mirror can form a cavity together with a single FBG spliced to the opposite cavity end.

Effect of Rayleigh-scattering distributed feedback on multiwavelength Raman fiber laser generation

We experimentally demonstrate a Raman fiber laser based on multiple point-action fiber Bragg grating reflectors and distributed feedback via Rayleigh scattering in an ∼22-km-long optical fiber. Twenty-two lasing lines with spacing of ∼100 GHz (close to International Telecommunication Union grid) in the C band are generated at the watt level. In contrast to the normal cavity with competition between laser lines, the random distributed feedback cavity exhibits highly stable multiwavelength generation with a power-equalized uniform distribution, which is almost independent on power. © 2011 Optical Society of America.

Effect of Rayleigh-scattering distributed feedback on multiwavelength Raman fiber laser generation

We experimentally demonstrate a Raman fiber laser based on multiple point-action fiber Bragg grating (FBG) reflectors and distributed feedback via Rayleigh scattering in a ∼22 km long optical fiber. Twenty two lasing lines with spacing of ∼100 GHz (close to ITU grid) in C-band are generated at Watts power level. In contrast to the normal cavity with competition between laser lines, the random distributed feedback cavity exhibits highly stable multiwavelength generation with a power-equalized uniform distribution which is almost independent on power. The current set up showing the capability of generating Raman gain of about 100-nm wide giving the possibility of multiwavelength generation at different bands. © 2011 SPIE.

Effect of Rayleigh-scattering distributed feedback in multi-wavelength and tunable Raman fibre lasers

We have demonstrated that a random distributed feedback based on the Rayleigh scattering provides very flat power-versus-wavelength characteristics both in tunable and multiwavelength ultra-long fibre lasers. © 2011 Optical Society of America.

Raman fiber lasers with a random distributed feedback based on Rayleigh scattering

We demonstrate lasing based on a random distributed feedback due to the Raman amplified Rayleigh backscattering in different types of cavities with and without conventional point-action reflectors. Quasistationary generation of a narrowband spectrum is achieved despite the random nature of the feedback. The generated spectrum is localized at the reflection or gain spectral maxima in schemes with and without point reflectors, respectively. The length limit for a conventional cavity and the minimal pump power required for the lasing based purely on a random distributed feedback are determined. © 2010 The American Physical Society.

Multi-wavelength ultra-long Raman fibre laser based on Rayleigh-scattering feedback

We experimentally demonstrate a Raman fiber laser with linear cavity based on point-action fibre Bragg grating reflectors and random distributed feedback via Rayleigh scattering in the long fibre providing stable multiple wavelengths (close to ITU grid) output at Watts level. ©2010 IEEE.

Low-frequency Raman spectra and fragility of imidazolium ionic liquids

Raman spectra within the 5-200 cm(-1) range have been recorded as a function of temperature for different ionic liquids based on imidazolium cations. A correlation has been found between fragility and the temperature dependence of the strength of fast relaxational motions. Understanding quasielastic scattering as the relaxational contribution to ionic mean-squared displacement elucidates some effects on ionic liquids' fragility resulting from modifications in the chemical structure. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3462962]

L'application de la spectroscopie Raman en criminalistique pour l'analyse du colorant des fibres textiles en acrylique, coton et laine

RESUME La méthode de la spectroscopie Raman est une technique d'analyse chimique basée sur l'exploitation du phénomène de diffusion de la lumière (light scattering). Ce phénomène fut observé pour la première fois en 1928 par Raman et Krishnan. Ces observations permirent à Raman d'obtenir le Prix Nobel en physique en 1930. L'application de la spectroscopie Raman a été entreprise pour l'analyse du colorant de fibres textiles en acrylique, en coton et en laine de couleurs bleue, rouge et noire. Nous avons ainsi pu confirmer que la technique est adaptée pour l'analyse in situ de traces de taille microscopique. De plus, elle peut être qualifiée de rapide, non destructive et ne nécessite aucune préparation particulière des échantillons. Cependant, le phénomène de la fluorescence s'est révélé être l'inconvénient le plus important. Lors de l'analyse des fibres, différentes conditions analytiques ont été testées et il est apparu qu'elles dépendaient surtout du laser choisi. Son potentiel pour la détection et l'identification des colorants imprégnés dans les fibres a été confirmé dans cette étude. Une banque de données spectrale comprenant soixante colorants de référence a été réalisée dans le but d'identifier le colorant principal imprégné dans les fibres collectées. De plus, l'analyse de différents blocs de couleur, caractérisés par des échantillons d'origine inconnue demandés à diverses personnes, a permis de diviser ces derniers en plusieurs groupes et d'évaluer la rareté des configurations des spectres Raman obtenus. La capacité de la technique Raman à différencier ces échantillons a été évaluée et comparée à celle des méthodes conventionnelles pour l'analyse des fibres textiles, à savoir la micro spectrophotométrie UV-Vis (MSP) et la chromatographie sur couche mince (CCM). La technique Raman s'est révélée être moins discriminatoire que la MSP pour tous les blocs de couleurs considérés. C'est pourquoi dans le cadre d'une séquence analytique nous recommandons l'utilisation du Raman après celle de la méthode d'analyse de la couleur, à partir d'un nombre de sources lasers le plus élevé possible. Finalement, la possibilité de disposer d'instruments équipés avec plusieurs longueurs d'onde d'excitation, outre leur pouvoir de réduire la fluorescence, permet l'exploitation d'un plus grand nombre d'échantillons. ABSTRACT Raman spectroscopy allows for the measurement of the inelastic scattering of light due to the vibrational modes of a molecule when irradiated by an intense monochromatic source such as a laser. Such a phenomenon was observed for the first time by Raman and Krishnan in 1928. For this observation, Raman was awarded with the Nobel Prize in Physics in 1930. The application of Raman spectroscopy has been undertaken for the dye analysis of textile fibers. Blue, black and red acrylics, cottons and wools were examined. The Raman technique presents advantages such as non-destructive nature, fast analysis time, and the possibility of performing microscopic in situ analyses. However, the problem of fluorescence was often encountered. Several aspects were investigated according to the best analytical conditions for every type/color fiber combination. The potential of the technique for the detection and identification of dyes was confirmed. A spectral database of 60 reference dyes was built to detect the main dyes used for the coloration of fiber samples. Particular attention was placed on the discriminating power of the technique. Based on the results from the Raman analysis for the different blocs of color submitted to analyses, it was possible to obtain different classes of fibers according to the general shape of spectra. The ability of Raman spectroscopy to differentiate samples was compared to the one of the conventional techniques used for the analysis of textile fibers, like UV-Vis Microspectrophotometry (UV-Vis MSP) and thin layer chromatography (TLC). The Raman technique resulted to be less discriminative than MSP for every bloc of color considered in this study. Thus, it is recommended to use Raman spectroscopy after MSP and light microscopy to be considered for an analytical sequence. It was shown that using several laser wavelengths allowed for the reduction of fluorescence and for the exploitation of a higher number of samples.

Montage et caractérisation d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde utilisant des réseaux de Bragg comme filtre : application aux nanotubes de carbone

La spectroscopie Raman est un outil non destructif fort utile lors de la caractérisation de matériau. Cette technique consiste essentiellement à faire l’analyse de la diffusion inélastique de lumière par un matériau. Les performances d’un système de spectroscopie Raman proviennent en majeure partie de deux filtres ; l’un pour purifier la raie incidente (habituellement un laser) et l’autre pour atténuer la raie élastique du faisceau de signal. En spectroscopie Raman résonante (SRR), l’énergie (la longueur d’onde) d’excitation est accordée de façon à être voisine d’une transition électronique permise dans le matériau à l’étude. La section efficace d’un processus Raman peut alors être augmentée d’un facteur allant jusqu’à 106. La technologie actuelle est limitée au niveau des filtres accordables en longueur d’onde. La SRR est donc une technique complexe et pour l’instant fastidieuse à mettre en œuvre. Ce mémoire présente la conception et la construction d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde basé sur des filtres à réseaux de Bragg en volume. Ce système vise une utilisation dans le proche infrarouge afin d’étudier les résonances de nanotubes de carbone. Les étapes menant à la mise en fonction du système sont décrites. Elles couvrent les aspects de conceptualisation, de fabrication, de caractérisation ainsi que de l’optimisation du système. Ce projet fut réalisé en étroite collaboration avec une petite entreprise d’ici, Photon etc. De cette coopération sont nés les filtres accordables permettant avec facilité de changer la longueur d’onde d’excitation. Ces filtres ont été combinés à un laser titane : saphir accordable de 700 à 1100 nm, à un microscope «maison» ainsi qu’à un système de détection utilisant une caméra CCD et un spectromètre à réseau. Sont d’abord présentés les aspects théoriques entourant la SRR. Par la suite, les nanotubes de carbone (NTC) sont décrits et utilisés pour montrer la pertinence d’une telle technique. Ensuite, le principe de fonctionnement des filtres est décrit pour être suivi de l’article où sont parus les principaux résultats de ce travail. On y trouvera entre autres la caractérisation optique des filtres. Les limites de basses fréquences du système sont démontrées en effectuant des mesures sur un échantillon de soufre dont la raie à 27 cm-1 est clairement résolue. La simplicité d’accordabilité est quant à elle démontrée par l’utilisation d’un échantillon de NTC en poudre. En variant la longueur d’onde (l’énergie d’excitation), différentes chiralités sont observées et par le fait même, différentes raies sont présentes dans les spectres. Finalement, des précisions sur l’alignement, l’optimisation et l’opération du système sont décrites. La faible acceptance angulaire est l’inconvénient majeur de l’utilisation de ce type de filtre. Elle se répercute en problème d’atténuation ce qui est critique plus particulièrement pour le filtre coupe-bande. Des améliorations possibles face à cette limitation sont étudiées.