可实现完美相位保持的OPC-NOLM全光幅度再生

针对现有相位保持幅度再生方案仍然存在残余相位扰动的问题，提出光学相位共轭器辅助的非线性光纤环形镜（OPC-NOLM）方案，该方案可实现多电平全光幅度再生功能，具有相位扰动几乎为零的完美相位保持能力。以16阶正交幅度调制（16QAM）信号为例，仿真了OPC-NOLM再生方案性能。研究表明，在输入信噪比为15 dB时，与不使用OPC的单一非线性光纤环形镜（NOLM）情形相比，所提方案的噪声抑制比提高了3.8 dB。     

多级衍射元件消色差系统的面型分析

多级衍射元件在衍射望远系统消色差领域的应用逐渐成为热点。基于赛德尔三级像差理论，对由多级衍射光学元件、折射光学元件和菲涅耳衍射元件三元件组合的光学系统展开分析。在400～700 nm工作波段，通过数学推导校正表面系统的球差，同时实现消色差及复消色差。对系统在平面、球面和非球面不同面型下的成像质量进行比对。当系统为非球面设计时，调制传递函数在截止频率50 lp/mm处高于0.6683，优于平面和球面设计，衍射圈入能量更高，成像质量更好。该研究为将多级衍射元件组合系统运用到消色差领域提供了参考。     

肽适体修饰纳米孔道对L-精氨酸的灵敏检测

氨基酸是生命之源,其中L-精氨酸(L-Arg)是生物体进行新陈代谢的一种重要氨基酸,同时也是重要的肿瘤标志物之一.因此，开发高选择性的L-Arg检测方法在生物分析领域十分重要.本文在Uniprot数据库29185个蛋白质序列中筛选出特异性结合L-Arg的多肽序列(序列为CFGHIHEGY),经ITC验证后,将其作为识别元件固定在子弹形纳米孔道尖端表面.在纳米空间限域效应下,利用多肽与L-Arg特异性结合前后构象由伸展状态向蜷缩状态的变化,调控纳米孔道离子输运特性变化,从而实现对L-Arg的选择性检测.实验结果表明,多肽修饰纳米孔道对L-Arg具有高灵敏度和高选择性,线性范围为1～100 nmol/L,检出限低至1 nmol/L.该研究为氨基酸高选择性、高灵敏检测提供了新方法,同时也为多肽修饰仿生离子通道的构建提供了新思路.     

孔径尺寸对梯级蓄能纳米流控系统特性的影响研究

纳米流控系统的能量吸收密度远高于传统吸能材料，构建具有梯级蓄能特性的纳米流控系统，可同时实现不同品级能量的吸收，使其应用更广泛.本文采用碳纳米管构建双管不同径及单管变径2种梯级孔道模型，研究了水分子侵入2种不同梯级孔道模型的过程，获得了使纳米流控系统形成梯级蓄能特性的临界孔径差.结果表明，当水分子侵入小孔径的渗透压小于其填满大孔径的渗透压时，纳米流控系统不展现梯级蓄能特性.多级孔道结构的变径方式影响系统各级临界渗透压，继而影响其梯级蓄能特性.单管变径纳米流控系统中，由于水分子在侵入底管的过程中氢键数目减少，顶管临界渗透压低于相应孔径的单级系统临界渗透压.本文研究结果可为构建碳纳米管多级纳米流控系统提供指导，为渗入研究多级纳米流控系统奠定基础.     

一种时序信号分类算法在纳米孔道离子电流信号识别中的应用

纳米孔道单分子分析技术通常利用阻断电流的时域特征进行识别.但对于结构、分子量等相似的物质,由于其时域特性交叠,采用传统的纳米孔道识别方法难以准确分辨.为了充分挖掘具有差异性的深层特征,提升纳米孔道离子流信号识别准确率,提出了一种时序信号分类算法.通过有重叠的滑动窗口对原始信号进行分帧,并利用连续小波变换对逐帧信号进行处理,可准确获取单分子事件的时频域浅层特征信息.在此基础上,利用多分支层间特征融合网络处理获取深层特征.采用可信统计预测策略对子信号的分类概率统计,该算法对单氨基酸差异多肽的纳米孔道离子电流信号的识别准确率高达99.00%,可显著提高纳米孔道对分子量相似甚至相同的单分子的传感能力.