Improving the precision of fluorescence lifetime measurement using a streak camera

Streak camera has high temporal resolution and high sensitivity, and is a powerful tool in biomedical study to measure fluorescence lifetime and perform fluorescence lifetime imaging. However, nonuniformity of the gain in the streak tube and nonlinearity of the sweeping speed limit the precision of fluorescence lifetime measurement, particularly when fluorescence lifetimes are short. We have constructed a two-photon excitation fluorescence lifetime measurement system that is based on a synchroscan streak camera and have developed accordingly a method to correct the effect of gain nonuniformity and nonlinearity of sweeping speed on the measurement precision. A continuous-wave laser of high stability is used to calibrate the gain of the streak camera, and a Fabry-Perot etalon is used to calibrate the nonlinearity of the sweeping speed. Fitting algorithms are used to correct the gain of the streak camera and nonlinearity of the sweeping speed respectively, which significantly improves the measurement precision of the system, as characterized through the fluorescence lifetime of the short-lived fluorescence dye, Rose Bengal. Experimental results show that the measurement fluctuation of the lifetime has been improved from more than 10% to 2% after correcting the effects of gain nonuniformity and sweeping speed nonlinearity.     

基于近场声全息的圆柱壳体内部声场重构效果的影响因素

在Neumann边界条件下基于近场声全息原理(NAH)重构了两端封闭的有限长圆柱壳体内部声场,计算出的结果与基于模态叠加法构建的内部声场进行比较,证明了重构方法的正确性,然后分别讨论了激励频率和全息面选择对NAH重构声场精度的影响以及重构面上不同位置的重构效果。     

基于FPGA的高精度硅微谐振加速度计数据采集与参数补偿系统设计与实现

硅微谐振加速度计因具有小体积优势和高精度潜力,成为硅微惯性传感器研制的热点之一。频率信号的高精度采集和系统参数补偿是提高硅微谐振加速度计性能的重要手段之一。在分析硅微谐振加速度计工作机理的基础上,从双路差动频率信号的精确采集和系统误差参数补偿角度出发,分析了数据采集的原理,提出了一种高精度硅微谐振加速度计用数据采集与参数补偿方法。给出了设计思路和电路实现方法,讨论了误差来源与改进方法。所设计的数据采集系统针对中心频率18 k Hz.,标度因数400 Hz/g,量程±20g的加速度计,数据更新周期200 ms下频率分辨率为0.0005 Hz,等效加速度分辨率达到1.25μg。测试表明,补偿后的硅微谐振加速度计,在全温(-40~+70℃)内,K0温度系数从262μg/℃降低到29.9μg/℃,K1变化量从4.18%降低到2.04‰,全量程非线性从7.16‰降低到0.128‰,系统参数满足设计指标。     

锗硅烯与CH3OH加成反应机理及区域选择性

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311++G(d, p)水平,研究了几种锗硅烯与CH₃OH的加成反应的微观机理和势能剖面,分析了锗硅烯中Si=Ge双键的极性对加成反应区域选择性的影响.研究结果表明,锗硅烯可分别与CH₃OH的单聚体或二聚体发生加成反应.所有加成反应均从初始亲核或亲电复合物的形成开始.母体锗硅烯H₂Si=GeH₂与CH₃OH二聚体的加成反应比其与CH₃OH单聚体的相应反应在动力学上更容易些,但在其它锗硅烯与CH₃OH的反应中情况则相反.用Ph或SiMe₃基团取代H₂Si=GeH₂中的H原子在动力学上使反应变得不利且SiMe₃基团的影响更显著.加成反应的区域选择性与锗硅烯中Si=Ge双键的极性以及Si-O(Ge-H)和Ge-O (Si-H)键的相对强弱都有关.     

侧链结构对磺化聚芳醚性能及微观形貌的影响

比较了3种主链结构相同而侧链结构不同的磺化聚芳醚(SPAE)材料的性能. 分析了侧链结构对聚合物的吸水、 溶胀及质子传导行为的影响. 结果表明, 在相同的离子交换容量(IEC)条件下, 具有柔顺脂肪族侧链的聚芳醚材料具有较高的质子传导率. 其原因是由于柔顺的脂肪族侧链比刚性的芳香族侧链更易运动, 有利于侧链末端磺酸基团的聚集, 进而形成离子簇. 3种聚合物微观形貌的分析结果表明, 含柔顺侧链结构的聚合物薄膜具有更大的质子传输通道, 其结果与聚合物的宏观吸水和传导现象相吻合.     

负载金的掺氮二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法先制备得到新型N掺杂二氧化钛,然后用沉积沉淀法在N掺杂二氧化钛表面负载微量贵金属Au,制备得到负载Au的掺N二氧化钛.利用TEM、XRD、XPS、ESR和DRS等手段研究了样品的形貌、晶体结构、元素化学态和光谱吸收性质.样品光催化活性通过可见光催化降解丙烯进行评价,结果表明,样品N-TiO₂和Au/N-TiO₂具有明显的可见光(λ≥420 nm)催化活性.ESR结果表明,掺氮过程中生成的束缚单电子的氧空位是样品具有可见光响应的原因.     

Application of mechanized mathematics to rotor dynamics

Based on the mechanized mathematics and WU Wen-tsun elimination method, using oil film forces of short-bearing model and Muszynska' s dynamic model, the dynamical behavior of rotor- bearing system and its .stability of motion are investigated . As example , the concept of Wu characteristic set and Maple software , whirl parameters of short- bearing model, which is usually solved by the numerical method, are analyzed. At the same time , stability of zero solution of Jeffcott rotor whirl equation and stability of self-excited vibration are studied. The conditions of stable motion are obtained by using theory of nonlinear vibration .     

异硫氰酸与甲亚胺环加成反应机理的理论研究

对异硫氰酸与甲亚胺形成四元或六元环产物的环加成反应进行了理论研究,结果表明,一分子异硫氰酸与一分子甲亚胺形成四元环(1:1)产物P1的反应(1)为经过一个两性离子中间体的分步反应,其中第二步为速控步骤,其活化热垒为107.86kJ/mol.此外,反应(1)的中间体还可与另一甲亚胺或异硫氰酸分子继续反应形成两个不同的六元环(1:2或2:1)产物P2或P3;这两个反应均为协同反应,其活化势垒分别为15.88和21.82kJ/mol.这些结果与当异硫氰酸酯与亚胺发生环加成反应时,只有类似于P2和P3的两种六元环产物生成的实验事实一致。     

近化学计量比掺镁铌酸锂晶体的抗光折变性能

应用气相传输平衡技术,我们获得了3种近化学计量比掺镁铌酸锂晶体,晶体的掺镁量接近我们以前提出的第二阈值.在我们实验室所能达到的最大光强26 MW/cm2照射下,在所有近化学计量比掺镁铌酸锂晶片中没有观察到光斑畸变,该光强比同成分铌酸锂晶体所能承受的光强高6个量级,为目前已报道的铌酸锂晶体之最.应用双光束全息写入法测得掺1.0 mol; Mg近化学计量比铌酸锂晶体的光折变饱和值仅有4.6×10-7,比同成分铌酸锂晶体小两个量级,从已有实验数据推测,该晶体的抗光折变能力应当比同成分铌酸锂晶体高9个量级以上.     

环氧树脂/聚丙烯酸酯型网间交联互穿网络聚合物的研究(Ⅰ)——形态和动态力学行为

互穿网络聚合物(IPN)中两个网络相互贯穿、缠结,增大了组分间的相容性,使玻璃化转变温度(T_g)内移,表现出相当宽的温度(频率)范围,引起人们广泛注意。但由于普通的IPN体系两个T_g间往往有一个凹谷,不是一种理想的吸震材科,Scarito及其同事采用网络间交联的方法提高了凹谷的高度。本工作以甲基丙烯酸乙二醇脂为网