基于近红外上转换纳米探针的固相免疫检测研究

以氯化物为原料通过溶剂热法合成了尺寸均匀的NaYF_4∶Yb~(3+),Tm~(3+)上转换纳米粒子(UCNPs),利用聚丙烯酸(PAA)取代UCNPs表面的油酸配体,引入羧基和人IgG的氨基共价结合(H端),再用蛋白G(protein G)作"桥"将兔抗羊IgG(r-a-g IgG)修饰在硅片表面(R端),以消除由于硅片"刚性"表面与r-a-g IgG分子直接偶联而导致其结构或构象的变化,从而实现硅片表面与r-a-g IgG的"柔性"生物偶联。利用抗原抗体的特异性免疫反应,将H端和R端通过羊抗人IgG(g-a-h IgG)结合,建立了简单高效和快速灵敏检测溶液中g-a-h IgG的新型免疫分析方法。实验结果表明:g-a-h IgG在5~400 nmol/L浓度范围内与上转换荧光强度具有良好的线性关系,该传感器检测限为1.82 nmol/L,并表现出优秀的检测特异性。本项研究为临床各种重大疾病的免疫分析诊断提供了一种宽线性范围和高特异性的新型免疫方法和平台。     

键合型掺铒纳米晶-聚合物波导放大器的制备

为了克服主客掺杂型有源材料均匀性和稳定性差的问题,采用键合掺杂方法,将高温热解法制备的油酸修饰掺铒氟钇钠纳米晶粒与甲基丙烯酸甲酯发生共聚反应,形成键合型有源芯层材料。纳米晶粒均匀固定在聚合物分子链上,抑制了高浓度掺杂时的团聚析出且材料更稳定。纳米粒子在聚合物中的质量百分比达到约1wt%,具有良好的成膜性,用原子力显微镜照片观察薄膜表面粗糙度为1.76 nm。用椭偏仪测量薄膜光学性质,并用柯西色散模型拟合出薄膜折射率随波长的变化关系,材料在1550 nm信号光波长的折射率为1.485。设计嵌入式波导结构,采用有限元方法进行模式分析和计算光场强度分布。采用紫外光刻和感应耦合等离子体刻蚀工艺制备凹槽形下包层,填充有源材料制备条形波导放大器。实验结果表明,当1550 nm信号光功率为0.1mW,1480 nm泵浦光功率为390 mW时,在1.2 cm长的样品中得到了3.58 d B的信号光相对增益。     

基于极化-空间模超纠缠的量子网络多跳纠缠交换方法研究

基于纠缠交换方法进行多跳量子信息传输,是实现远距离量子网络通信的基本方式之一.传统的多跳量子网络通常使用单自由度极化光子纠缠态作为量子信道,信息传输容量较低且容易受到噪声的干扰.本文提出一种基于超纠缠的高效量子网络多跳纠缠交换方法,利用极化-空间模式两自由度的纠缠光子,建立超纠缠量子多跳信息传输通道.以远程超纠缠隐形传态的信道建立需求为例,首先给出了基础的逐跳超纠缠交换方案,为降低该方案的端到端超纠缠建立时延,提出在中间量子节点进行同时测量的并行超纠缠交换方案.在此基础上,为降低并行超纠缠交换的经典信息开销,进一步提出一种分级并行超纠缠交换方案.理论分析及仿真结果表明该方案的纠缠建立时延接近于并行超纠缠交换方案,但可以减少经典信息传输量,在一定程度上实现两者的平衡.相比传统的纠缠交换方法,本文方案有利于解决远程超纠缠通信的需求,对未来构建更高效率的量子网络有积极意义.     

变质量Chetaev型非完整系统Appell方程的Mei对称性和Mei守恒量

研究变质量Chetaev型非完整系统Appell方程的Mei对称性和Mei守恒量.建立变质量Chetaev型非完整系统的Appell方程和系统的运动微分方程; 给出函数沿系统运动轨道曲线对时间t全导数的表示式,并在群的无限小变换下,给出变质量Chetaev型非完整系统Appell方程Mei对称性的定义和判据;得到用Appell函数表示的Mei对称性的结构方程和Mei守恒量的表达式,并举例说明结果的应用. 关键词： 变质量 非完整系统 Appell方程 Mei守恒量     

掺铒聚合物狭缝波导放大器的增益特性研究

设计了一种高浓度稀土铒掺杂聚合物填充硅狭缝结构的平面光波导放大器（工作波长1 550 nm，泵浦波长1 480 nm），能够在低泵浦下获得高增益，可以应用于硅基光互联的损耗补偿。通过扫描电镜照片观察发现，合成的铒掺杂聚合物材料具有良好的纳米狭缝填充能力。考虑铒离子的合作上转换和激发态吸收，利用铒离子四能级跃迁模型，建立原子速率方程和光功率传输方程，数值仿真分析了聚合物光学性质、狭缝波导结构参数及信号光泵浦光功率等放大器增益特性的影响因素。这种具有纳米截面尺寸的光波导放大器，获得4.5 dB的信号光相对增益仅需要1.5 mW的泵浦光，展现了良好的集成光学应用前景。为了进一步提高增益，引入了多层狭缝结构，四层狭缝波导的重叠积分因子比一层狭缝的高42%。     

降雪对地表附近自由空间量子信道的影响及参数仿真

量子通信具有覆盖面广、安全保密的优势,是当前通信领域国内外的研究热点.在自由空间量子通信过程中,光量子信号需要在地表上空一定高度进行传输,因此各种环境因素,例如降雪、沙尘暴、降雨、雾霾、浮尘等,不可避免地会影响量子通信性能.然而,迄今为止,降雪对地表附近自由空间量子信道影响的研究尚未展开.为此,根据降雪的强度,将降雪分为小雪(S1)、中雪(S2)、大雪(S3)和暴雪(S4)四个等级.由于空中正在飘落雪花对光量子信号具有能量吸收作用,称为消光效应,不同强度的降雪,其消光效应对自由空间光量子信号的影响不同.本文首先建立了不同等级降雪对光量子信号消光效应的数学模型;然后建立了因降雪导致的自由空间消光衰减定量关系,信道极限生存函数、不同降雪强度下的信道容量和量子误码率等性能参数受降雪影响的变化情况;最后建立了降雪强度、传输距离与链路衰减、幅值阻尼信道容量、信道生存函数以及信道误码率的数学模型.仿真结果表明,当降雪强度为2.1 mm/d(S1),传输距离为2.2 km时,通信链路衰减为0.0362,信道容量为0.7745,信道生存函数为0.2329,信道误码率为0.0105.当降雪强度为3.8 mm/d(S2)。传输距离为3.5 km时,通信链路衰减为0.1326,信道容量为0.4922,信道生存函数为0.2099,信道误码率为0.019.由此可见,降雪对量子通信性能有不同程度的影响.所以在实际应用中应根据降雪强度大小,自适应调节量子通信相关参数,提高量子通信的可靠性.     

Hierarchical simultaneous entanglement swapping for multi-hop quantum communication based on multi-particle entangled states

Entanglement swapping is a key technology for multi-hop communication based on entanglement in quantum networks. However, the end-to-end delay of the traditional sequential entanglement swapping (SEQES) grows rapidly withthe increase of network scale. To solve this problem, we first propose a low-delay multi-particle simultaneous entanglementswapping (SES) scheme to establish the remote four-particle Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ) channel states for thebidirectional teleportation of three-particle GHZ states, in which the intermediate nodes perform Bell state measurements,send the measurement results and the Bell state type to the user node Bob (or Alice) through classical channel simultaneously. Bob (or Alice) only needs to carry out a proper unitary operation according to the information he (or she) hasreceived. Further, we put forward a hierarchical simultaneous entanglement swapping (HSES) scheme to reduce the classical information transmission cost, which is composed of level-1 SES and level-2 SES (schemes). The former is an innersegment SES, and the latter is an inter segments SES. Theoretical analysis and simulation results show the HSES can obtainthe optimal performance tradeoff between end-to-end delay and classical cost.     

Mei symmetry and Mei conserved quantity of Appell equations for a variable mass holonomic system of relative motion

Mei symmetry and Mei conserved quantity of Appell equations for a variable mass holonomic system of relative motion are studied.The definition and criterion of the Mei symmetry of Appell equations for a variable mass holonomic system of relative motion under the infinitesimal transformations of groups are given.The structural equation of Mei symmetry of Appell equations and the expression of Mei conserved quantity deduced directly from Mei symmetry for a variable mass holonomic system of relative motion are gained.Finally,an example is given to illustrate the application of the results.     

基于Gristensen算法的砂岩储层横波速度计算方法

由于横波测量成本高,大部分油田测井资料中仅有少部分横波数据,则依据常规测井资料准确构建横波曲线已成为关键.考虑到横波构建理论方法更多地依赖实验室分析资料,提出在Gristensen经验公式基础上,以研究区横波测量曲线为约束,通过优化反演确立公式系数是一种好的研究思路.优化方法实现中采用阻尼型高斯牛顿法,保障了多参数优化迭代的收敛性和精度.将研究方法用于卫星油田横波数据构建中,取得好的计算结果.     

阻尼型高斯-牛顿法及其在高频电磁波测井反演中的应用

提出一种改进的阻尼型高斯-牛顿优化算法，通过引入阻尼矩阵，对反演参数依其相对修改量不同而给以不同的阻尼作用，并将它用于高频电磁波测井资料的反演中。