温敏水凝胶溶胀行为及其分离性能

以甲基丙烯酸钠(SM)为单体与异丙基丙烯酰胺(NPA)共聚，N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，得到阴离子型温敏水凝胶；对其热敏性能、溶胀性能及它对甘草酸的分离性能进行了研究，并通过凝胶中水的状态理论对结果进行了分析和解释，还研究了阴离子浓度的变化对上述性能的影响。将其用于甘草酸粗品的分离吸收，探讨它用于分离中草药有效成分的可能性。     

中药白头翁的皂苷 Ⅳ.主皂苷B_4和A_3结构的研究

白头翁皂苷B_4(1)经波谱及化学降解证实为双链苷,其结构为3(S),23-二羟基羽扇豆-20(29)-烯-28-酸的3-O-[α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)-α-L-吡喃阿拉伯糖基]-28-O-[α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)]-β-D-吡喃葡萄糖酯苷。白头翁皂苷A_3(6)为与1具有相同3-O-糖链结构的单链苷。     

基于扩展卡尔曼滤波算法的船载绝对重力测量数据处理

基于冷原子干涉仪的高精度绝对重力动态测量为海洋重力测量提供新的手段,因而备受关注.利用自己搭建的船载冷原子干涉式绝对重力测量系统,在中国南海某海域开展了一系列测量实验.在动态条件下,测量噪声的抑制对测量性能的提升至关重要.本文根据船载绝对重力动态测量系统的物理模型,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的动态绝对重力数据处理方法,对观测的原子干涉条纹数据进行了时域滤波处理,获得了绝对重力值的最优估计.基于该处理方法将航速小于2.1 km/h条件下的绝对重力测量灵敏度从300.2 mGal/Hz^1/2提升至136.8 mGal/Hz^1/2(T=4 ms).此外,将处理后的数据与利用地球重力模型(XGM2019)计算的数据进行了比对,发现两者符合度较好.这些结果证实了本文提出的数据处理方法的有效性,并为船载冷原子干涉式绝对重力测量系统的测量噪声的抑制提供了一种新的处理方法.     

大倾斜角度下基于冷原子重力仪的绝对重力测量

冷原子重力仪的倾斜角会对绝对重力测量产生显著的影响.高精度的绝对重力测量需要对重力仪的倾斜角进行精确的测量、控制及校正.本文从理论上分析了四种不同情况下倾斜对绝对重力测量的影响规律,并在实验上对得到的理论进行了实验验证.基于此,设计了一种基于双倾斜计的绝对重力测量方案,主要是为了解决恶劣测量环境下的冷原子重力仪倾斜漂移问题.此方案利用高精度倾斜计记录放置在被动隔振平台上的拉曼反射镜的倾斜角度,并使用另外一个倾斜计监控真空系统的倾斜,以实现振动噪声的抑制和倾斜的高精度测量.基于自研的小型化冷原子重力仪,对该方案进行了实验验证,并最终实现了车间复杂环境下的高精度绝对重力测量.由于倾斜得到精确测量和补偿,冷原子重力仪的测量精度达到了12.3μGal.本文为复杂环境下的高精度绝对重力测量提供了一种可行的方案,为冷原子重力仪的实用化提供了参考数据.     

Vibration compensation of an atom gravimeter

For most atom interferometers, the vibration isolation unit is applied to reduce vibration noise. In our experiment, instead of isolation, the vibration signals are monitored, and combining with the sensitive function, the compensation phase shift for the atom interferometer is obtained. We focus on the correction over a wide spectrum rather than on "monochromatic" frequencies. The sensitivity of the atom gravimeter can be upgraded by a factor of more than two. Furthermore, we demonstrate that the atom interferometer can still produce a good measurement result without passive vibration isolation in extremely noisy environments by using vibration compensation.     

拉曼激光边带效应对冷原子重力仪测量精度的影响

电光调制技术是产生拉曼光的几种方法之一,其优点是系统简单、易搭建且环境适应性强.然而,这种调制技术会产生额外的边带光,并影响冷原子干涉绝对重力仪的测量精度.本文利用自行研制的可移动冷原子重力仪,研究了边带效应对冷原子重力仪测量精度的影响.详细分析了拉曼反射镜的位置、拉曼脉冲的作用时刻及其间隔、拉曼光的失谐等一系列参数与边带效应之间的关系,实验发现这些参数对冷原子重力仪的精度评估有比较大的影响;此外,我们还发现在有边带效应的情况下,原本不影响重力测量精度的实验参数也会影响最终的重力测量结果.最后,通过研究拉曼边带效应与拉曼光失谐之间的关系,本文提出一种评估拉曼边带效应影响重力仪精度的方法.本文结果为减小拉曼边带效应对冷原子重力仪测量精度的影响提供了依据.     

热敏性印迹水凝胶的合成及对甘草酸分离性能的研究

以甘草酸分子为印迹分子,N-异丙基丙烯酰胺作为温度响应性单体,和甲基丙烯酸共同为甘草酸的吸附性单体,在大量交联剂存在下,N-甲基吡咯烷酮中经自由基模板聚合,制备了一种热敏性印迹凝胶,对水凝胶的热收缩动力学进行了表征;用红外光谱证实了甘草酸分子与单体分子间的相互作用,以旁证其模板作用的存在：同时还与没有模板作用所合成的同种凝胶作了实施对比,发现模板聚合所得的水凝胶可以富集水溶液中的甘草酸,并对它表现出特殊的选择性分离作用,分配系数约为非模板聚合水凝胶的11倍。     

基于冷原子重力仪的绝对重力动态移动测量实验

动态重力测量可以提高重力场的勘测效率,对基础地质调查、资源勘探、地球物理研究等具有十分重要意义.本文基于冷原子重力仪、惯性稳定平台和牵引动力装置搭建了一套绝对重力动态移动测量系统,并开展了绝对重力动态测量实验.首先测量了不同牵引速度下的垂向振动噪声功率谱,理论分析了其对动态重力测量的影响;其次评估了不同牵引速度对原子干涉条纹对比度和直流偏置量的影响,分析了动态环境下的振动补偿效果;在最大牵引速度为5.50 cm/s、最大振动幅度为0.1 m/s~2的情况下,实验上仍能基于振动补偿技术恢复原子干涉条纹.在此基础上,通过开展不同T下的原子干涉条纹测量,评估了动态测量环境下的绝对重力值,在校正完系统误差并减去绝对重力初始值后得到的测量结果为(–1.22±2.42) mGal (1 Gal=0.01 m/s~2).最后,通过与静态环境下的绝对重力测量值进行比较,发现两者基本吻合.本文开展的绝对重力动态移动测量实验有望为车载动态绝对重力测量提供数据参考.     

基于个性化三维心脏-躯干模型的心磁正问题

建立了基于有限元法(FEM)的三维心磁正问题计算框架,以研究人体心脏电生理活动产生的磁场问题.首先对被试的心脏和躯干磁共振影像数据源进行三维个性化建模,获得心脏-躯干几何模型.其次结合心脏三维模型与修正的FitzHugh-Nagumo(FHN)方程研究由跨膜电位(TMP)产生的电兴奋在心脏内部的传导.随后利用躯干三维模型与准静态麦克斯韦方程,研究心脏电兴奋产生的生物电磁场在体内的传播过程,进而获得体表外的心脏磁场分布.心磁计算框架仿真结果显示,使用FEM的模型可以较好地模拟体表外磁场分布.一维FHN方程和直导线的简化模型数值结果分别与解析解呈现出较好的一致性,验证了该计算框架的可行性.综上,该框架成功地仿真了TMP在心脏内部的传播过程及其在体表外投影的磁场分布,这将有助于未来心磁逆问题求解的研究.     

Laser frequency stabilization and shifting by using modulation transfer spectroscopy

The stabilizing and shifting of laser frequency are very important for the interaction between the laser and atoms. The modulation transfer spectroscopy for the87 Rb atom with D2 line transition F = 2 → F = 3 is used for stabilizing and shifting the frequency of the external cavity grating feedback diode laser. The resonant phase modulator with electro–optical effect is used to generate frequency sideband to lock the laser frequency. In the locking scheme, circularly polarized pump- and probe-beams are used. By optimizing the temperature of the vapor, the pump- and probe-beam intensity, the laser linewidth of 280 kHz is obtained. Furthermore, the magnetic field generated by a solenoid is added into the system. Therefore the system can achieve the frequency locking at any point in a range of hundreds of megahertz frequency shifting with very low power loss.