数值模拟在布儒斯特定律教学中的应用

光的偏振是大学物理光学部分的重要内容,光的偏振特性被广泛应用于生物检测和传感等领域.以布儒斯特定律为例,展示了数值模拟在光的偏振部分教学中的应用.利用基于有限元分析法的Comsol软件,论文首先通过数值模拟清晰地呈现了自然光和线偏光以布儒斯特角入射时在两种不同介质表面的反射和折射特性;进而通过在棱镜表面镀高低折射率交替的多层介质膜的方式实现了偏振光分束.借助数值模拟,学生能更好地理解相关知识,同时还学会利用数值模拟拓展相关知识的应用.     

高效液相色谱测定粮食、蔬菜和水果中的花青素

建立了粮食、蔬菜和水果中花青素的高效液相色谱检测方法。采用V(乙醇):V(水):V(盐酸)=2:1:1溶液超声提取粮食、蔬菜和水果中的花色苷,并于沸水浴中水解1 h,将多种花色苷水解为花青素。采用高效液相色谱-二极管阵列检测器对样品中的6种主要花青素(飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药素和锦葵素)进行定量检测。6种花青素在浓度为0.5～50.0μg/mL时,色谱响应呈线性关系,r>0.999;当S/N=3时,飞燕草素、矢车菊素、天竺葵素、芍药素和锦葵素的仪器检出限均为0.01μg/mL,矮牵牛素的仪器检出限为0.03μg/mL。选取相应的空白基质进行回收率试验,在试剂空白、大米、黄豆、绿皮葡萄和甘蓝共5个空白基质里,添加0.5、1.0和2.0μg/mL 3个水平回收率试验,回收率在80.2%～110.2%,RSD在2.0%～12%。对市场上包括了粮食、蔬菜和水果9个品种的样品进行测试,给出了相应的检测结果。     

同轴回旋自谐振脉塞放大器的线性分析

 从同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的回旋动力学理论入手，详细分析了各参量对同轴CARM放大器的线性增益的影响。通过数值模拟，发现该器件的线性增益对及对同轴波导的外半径、电子导引中心半径以及加速电压的变化非常敏感，而随波导内半径的变化不敏感。经优化，当外半径为3.805 cm，导引中心半径为1.309 cm，内半径为1.039 cm，加速电压为54.9 kV时，器件的线性增益最高为294.96 dB/m。     

Controllable and switchable chiral near-fields in symmetric graphene metasurfaces

A strong chiral near-field plays significant roles in the detection, separation and sensing of chiral molecules. In this paper, a simple and symmetric metasurface is proposed to generate strong chiral near-fields with both circularly polarized light and linearly polarized light illuminations in the mid-infrared region. Owing to the near-field interaction between plasmonic resonant modes of two nanosheets excited by circularly polarized light, there is a strong single-handed chiral near-field in the gap between the two graphene nanosheets and the maximum enhancement of the optical chirality could reach two orders of magnitude. As expected, the intensity and the response wavelength of the chiral near-fields could be controlled by the Fermi level and geometrical parameters of the graphene nanosheets, as well as the permittivity of the substrate. Meanwhile, based on the interaction between the incident field and scattered field, the one-handed chiral near-field in the gap also could be generated by the linearly polarized light excitation. For the two cases, the handedness of the chiral near-field could be switched by the polarized direction of the incident light. These results have potential opportunities for applications in molecular detection and sensing.     

基于法线引导的激光中心线提取方法

在线结构光三维测量系统中,高精度激光条纹中心线提取是提高测量精度的关键。针对现有激光中心线存在提取精度不高、保留细节差等问题,提出了一种基于法线引导的激光中心线提取算法。该算法具体实现步骤为:首先,对图像进行预处理,结合边缘检测和几何中心法对激光线初步提取;然后,用主成分分析法(principal component analysis,PCA)求取其法线,在激光中心点处划分角度八邻域,通过法线角度引导搜寻有效点集;最后,利用灰度重心法对点集进行亚像素提取。实验结果表明:该算法均方根误差与灰度重心法相比提高了0.233 9像素,比Steger算法、方向模板法更好地保留了光条细节,可以更精确地提取光条中心,达到亚像素级的精度。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定脐橙中橘红2号染料

建立了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定脐橙中的橘红2号染料。样品用乙腈提取,NH2固相萃取小柱进行净化后,用超高效液相色谱-串联质谱仪进行测定,使用Waters Acquity UPLC BEH C18柱(50 mm×2.1 mm, 1.7 μm)进行分离,以水和乙腈作为流动相梯度洗脱,流速为0.3 mL/min。质谱采用电喷雾离子源、正离子采集模式(ESI+),采集方式为多反应监测(MRM)。方法的线性范围为0.1～100 μg/L (线性相关系数r2=0.9965),检出限为0.05 μg/kg,定量限为0.1 μg/kg。在空白脐橙样品中添加1.0、10.0和100.0 μg/kg的橘红2号染料,其回收率为84.2%～94.0%,相对标准偏差为2.86%～10.15%。利用该方法对市场上随机采集的18份脐橙样品进行了检测,结果显示,从2份样品中检出橘红2号染料。该方法灵敏度高,准确度好,适用于对脐橙中橘红2号染料的检测。