广义相移数字全息反射物体成像实验设计

介绍全息术在光学实验教学中的作用和数字全息及相移数字全息的发展.给出最近出现的广义相移数字全息的相移值抽取和物光再现的原理和公式.设计了适用于普通光学实验室的相移数字全息成像装置,从而将其引入本科实验教学.用反射物体进行光学实验,对文中设计的成像方法的可行性与有效性进行了验证.     

双频容性耦合等离子体相分辨发射光谱诊断

采用相分辨发射光谱法, 对双频容性耦合纯Ar和不同含O₂量的Ar-O₂混合气体放电等离子体的鞘层激发模式进行了探究. 在射频耦合电源上极板的鞘层区域处观察到两种电子激发模式: 鞘层扩张引起的电子碰撞激发模式和二次电子引起的电子碰撞激发模式; 并发现这两种激发模式均受到低频射频电源周期的调制. 在纯Ar放电等离子体中, 两种激发模式的激发轮廓相似; 而在Ar-O₂混合气放电等离子体中, 随着含O₂量的增加, 二次电子的激发轮廓变弱. 此外, 利用相分辨发射光谱法对不同含O₂量的Ar-O₂混合气放电下Ar的 750.4 nm谱线的平均低频电源周期轴向分布进行了研究, 得到了距耦合电源上极板约3.8 mm处为双频容性耦合射频等离子体的鞘层边界. 关键词： 双频容性耦合等离子体 等离子体鞘层 发射光谱     

Mach-Zehnder干涉仪条纹成像多普勒激光雷达风速反演及视场展宽技术

相对于传统多普勒鉴频器Fabry-Perot干涉仪, Mach-Zehnder干涉仪(MZI)具有透过率高、直线条纹易于探测、可进行视场展宽等优点. 本文设计了基于条纹成像MZI的非相干多普勒测风激光雷达系统, 构建了风速反演的数学模型, 利用MZI视场展宽技术优化了激光雷达系统的性能. 数值仿真实现了MZI鉴频系统干涉条纹图样的理想输出, 采用SineSqr函数拟合法获取了高精度的多普勒频移前后干涉条纹的移动距离, 并通过视场补偿减小了入射角对MZI光程差的影响, 从而实现视场展宽. 结果表明: 采用SineSqr函数拟合法可获得在±100 m·s^-1的径向风速范围内<0.45 m·s^-1的风速误差, 克服了条纹重心法反演风速不稳定性的缺点; 视场展宽技术在不降低鉴频性能的情况下, 能最大补偿1°的视场角. MZI条纹成像多普勒激光雷达应用技术的探讨将为中高层大气风速激光雷达测量系统的实际开发奠定良好的基础. 关键词： 激光雷达 条纹成像Mach-Zehnder干涉仪 风速反演 视场补偿     

微波辅助溶剂热法合成烟酸锌配位聚合物

首次利用微波辅助溶剂热法,10min便成功地合成了烟酸锌配位聚合物并对其性质进行了表征。讨论了时间、温度、底物浓度、加热方法及溶剂等因素对产物结晶情况和晶体粒径大小的影响;将微波溶剂热与传统溶剂热法相结合,得到的产物既具备了微波加热反应速度快、晶体成核均匀等优点,同时也得到了较大的单晶体并对其进行了晶体结构解析。     

Ultra-compact terahertz switch with graphene ring resonators

We propose and numerically demonstrate a compact terahertz wave switch which is composed of two graphene waveguides and three graphene ring resonators. Changing the bias voltage of the Fermi level in the center graphene ring, the resonant mode can be tuned when the plasmon waves in the waveguides and rings are coupled. We theoretically explain their mechanisms as being due to bias voltage change induced carrier density of graphene modification and the coupling coefficients of graphene plasmon effect after carrier density change, respectively. The mechanism of such a terahertz wave switch is further theoretically analyzed and numerically investigated with the aid of the finite element method. With an appropriate design, the proposed device offers the opportunity to ‘tune' the terahertz wave ON–OFF with an ultra-fast, high extinction ratio and compact size. This structure has the potential applications in terahertz wave integrated circuits.     

仿生推进装置翼盘变速运动的数值仿真与试验研究

根据水母游动原理扩展设计了一种仿生推进装置,该装置以曲柄滑块机构驱动剪式结构串联体、两端仿生合页式翼盘,实现大行程直线往复运动的仿生推进.在数值分析的基础上,根据仿生推进装置运动的特点,运用直线位移与拉压力传感器,对翼盘在水中运动时的推进力及运动位移进行测试和数据采集.考虑运动过程中翼盘速度变化,运用FLUENT软件对不同张角的翼盘产生的推进力进行数值仿真.通过仿真与试验分析,并以推进力最大化为原则,确定了翼盘最大张角为160°,推进力仿真值与实际测试值基本吻合,初步验证了所提出仿真方法准确性.     

鼻腔加温功能特征及其与气流场关系的研究

为研究鼻腔加温功能特征及其与气流场之间的关系, 选用1例健康国人的鼻腔进行CT扫描. 据CT数据对鼻腔气道进行表面三维重建, 运用计算流体动力学方法分析通气量为12L/min时吸气相0.15s, 0.45s, 0.75s的鼻腔气流场与温度场. 结果显示吸气相0.15s, 0.45s, 0.75s鼻腔气流场主要表现为双侧气流量分布不对称, 其中气流主要流经左侧; 双侧均为总鼻道中、下部气流量较多, 嗅裂、中鼻道和下鼻道气流量少. 吸气相0.15s, 0.45s, 0.75s温度场均表现为温度自鼻腔前端至鼻咽部逐渐增高, 其中温度主要上升区域为鼻内孔-下鼻甲前端-中鼻甲前端对应气道, 且在吸气速度和流量增大后, 这一主要加温区域无明显向后延长征象; 双侧鼻腔及单侧鼻腔不同部位气道气流分布差别较大, 但双侧温度场基本对称, 单侧鼻腔不同气道部位温度差值亦较小, 幅度均小于1℃.     

凹凸棒石黏土润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响

采用天然凹凸棒石黏土作为润滑油添加剂加入150SN润滑油中,在Optimal SRV-IV摩擦磨损试验机上研究了添加剂含量对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响,借助SEM及EDS分析了摩擦副的表面形貌及表面元素组成.结果表明:凹凸棒石黏土的浓度为0.6%可使平均摩擦系数较基础油润滑条件下降低42.32%;凹凸棒石黏土的浓度为0.4%可使磨损体积降低85.48%;凹凸棒石黏土的加入使得磨损表面更加光滑平整,同时磨损表面氧元素含量升高.分析认为凹凸棒石黏土层链状的晶体结构和摩擦过程中复杂的理化过程是实现减磨抗磨的原因.     

基于电中性锇配合物的低背景DNA电化学传感器

采用紫外光谱和电化学方法研究了一种电中性锇配合物Os(DPPZ)(PC)(H₂O)DPPZ=联吡啶并[3,2-a,2',3'-c]吩嗪, PC=2,6-吡啶二羧酸}与DNA的相互作用. 紫外光谱结果表明, DNA的加入引起配合物特征吸收峰的减色及红移效应, 说明二者之间存在嵌插作用. 循环伏安实验结果表明, 配合物溶液中加入DNA后, 氧化还原峰电流降低且式电位正移, 证实了二者之间的嵌插作用模式. 将该配合物作为杂交指示剂对CaMV35S启动子基因片段进行检测发现, 在单链探针DNA修饰电极上未观察到指示剂的电化学信号, 而在杂交后的双链DNA电极上呈现灵敏的电化学响应, 表明传感器具有较高的信噪比. 定量分析实验结果表明, 在最佳条件下, 杂交指示剂在传感器上的还原峰电流与目标序列浓度在8.0×10^-10~2.8×10^-9 mol/L范围内呈良好的线性关系. 选择性实验结果表明, 该传感器对互补序列、碱基错配序列和非互补序列具有良好的识别能力.