基于科研实践能力培养的结构光学非互易实验教学研究

针对高等教育目标，全方位提升学生科研素质。面向光电信息工程专业，笔者介绍了一套基于科研实践能力培养的结构光学非互易实验方案。本实验将理论与实验结合，深入浅出地介绍原理。通过实验，学生不仅熟悉了光学仪器的功能与使用，也锻炼了数据处理能力。将理论结合实验，既巩固了课堂的知识点，又培养了学生的科研实践动手能力。     

Effective sideband cooling in an ytterbium optical lattice clock

Sideband cooling is a key technique for improving the performance of optical atomic clocks by preparing cold atoms and single ions into the ground vibrational state. In this work, we demonstrate detailed experimental research on pulsed Raman sideband cooling in a $^{171}$Yb optical lattice clock. A sequence comprised of interleaved 578 nm cooling pulses resonant on the 1st-order red sideband and 1388 nm repumping pulses is carried out to transfer atoms into the motional ground state. We successfully decrease the axial temperature of atoms in the lattice from 6.5 μK to less than 0.8 μK in the trap depth of 24 μK, corresponding to an average axial motional quantum number $\langle n_z\rangle<0.03$. Rabi oscillation spectroscopy is measured to evaluate the effect of sideband cooling on inhomogeneous excitation. The maximum excitation fraction is increased from 0.8 to 0.86, indicating an enhancement in the quantum coherence of the ensemble. Our work will contribute to improving the instability and uncertainty of Yb lattice clocks.     

红外烤漆机理及轮毂模拟烤漆实验研究

我国汽车、拖拉机及家电等行业的烤漆装机功率约为１６０万ｋＷ,能耗大、能源利用率低而质量差,工件不干亟待解决．文中阐述了红外强化烤漆的机理并利用新研制的高温定向电阻带辐射器对汽车轮毂进行了强化模拟烤漆实验研究并进行了理论计算,结果表明高温定向近距离辐射及优化布置辐射器是缩短烤漆周期、节约能源及确保烤漆质量的重要途径之一．     

基于金刚石色心自旋磁共振效应的微位移测量方法

基于压电陶瓷精密微位移系统的扫描探测技术是目前精密测量仪器进行微纳区域/结构性能测试的核心系统,但压电陶瓷材料存在迟滞、非线性问题,限制了对微位移分辨能力的提升.本文以金刚石氮空位色心为敏感单元,利用电子自旋效应对磁场强度的高分辨敏感机理,结合永磁体周围不同位置对应的磁场强度变化关系,提出了一种基于金刚石氮空位色心电子自旋敏感机理的微位移检测方法.通过建立电子自旋效应与微位移的关联模型,搭建了相应的微位移测量系统.经实验验证,该系统对微位移测试的灵敏度为16.67 V/mm,检测分辨率达到60 nm,实现了对微位移的高分辨率测量.并通过理论分析,该系统的微位移测量分辨率可进一步提升至亚纳米级水平,为新型微位移测量技术提供了发展方向和研究思路.     

连续小波变换高光谱数据的土壤有机质含量反演模型构建

土壤有机质含量是反映土壤肥力的重要指标,对其进行动态监测是实施精准农业的重要措施。近年来,众多学者尝试采用土壤近地传感(proximal soil sensing),尤其是近地高光谱技术,在田间和实验室获取不同形态土壤的高光谱数据,不断引入新方法建立适用于不同地域和不同土壤类型的有机质含量的反演模型。该研究在实验室内利用ASD FS3采集了土壤高光谱数据,采用“重铬酸钾-外加热法”测得了土壤有机质含量;分析了土壤原始光谱反射率(R)与有机质含量的相关性,选取R2>0.15的敏感波段的反射率;利用CWT对土壤原始光谱反射率(R)、光谱反射率的连续统去除(CR)进行不同尺度的分解,分析小波系数与土壤有机质含量的相关性,选取R2>0.3的敏感波段的小波系数;利用R选取的波段信息和R-CWT,CR-CWT的选取的小波系数,分别建立偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)、支持向量机回归(SVMR)三种不同的土壤有机质含量反演模型。结果表明：相比R与土壤有机质含量的决定系数R2,R-CWT,CR-CWT变换后得到的小波系数与土壤有机质含量的决定系数R2分别提高了0.15和0.2左右;CR-CWT-SVMR的模型效果最为显著,预测集的R2和RMSE分别为0.83,4.02,RPD值为2.48,具有较高的估测精度,能够全面稳定地估算土壤有机质含量;CR-CWT-PLSR的模型精度与CR-CWT-BPNN,CR-CWT-SVMR相比虽有一定差距,但是其计算量要明显小于非线性的BPNN和SVMR方法,具有模型简单、运算速度快等特点,对开发与设计田间传感器具有较大的应用价值。     

外部电场下水分子间静电相互作用的分子动力学研究

本文利用分子动力学模拟探讨了不同外电场下,液态水的分子间作用及分子排布的变化. 在不同外电场下,O…O原子间的径向分布函数差别很小,但是单个水分子的偶极矩的取向变化却很大. 当外电场为0时,单个水分子偶极取向的范围很宽（30-150度）. 与此同时,本文给出了局域诱导电场随着位置的变化关系图. 当外加电场增强时,局域的诱导电场强度也随之增加. 由于电场下偶极矩有序性的增加,局域诱导的静电相互作用能显著增加. 计算结果表明,相对介电常数随着电场强度的增加而呈现指数衰减的变化形式. 这一变化趋势可以用来理解不同电化学环境下,静电相互作用和局域诱导电场的变化.     

不完全信息随机截尾模型的MLE 的Chung 重对数律

在一定条件下,证明不完全信息随机截尾模型的MLE 满足 Chung重对数律. 作为其推论得到:不完全信息随机截尾试验下,指数分布和Weibull 分布的MLE 满足Chung 重对数律.     

基于静电吸附甲苯胺蓝和纳米金固定过氧化物酶生物传感器的研究

以玻碳电极为基底,电聚合邻氨基苯甲酸(ABA),使其形成带负电的界面,通过分子间静电作用力,自组装一层带正电荷的电子媒介体甲苯胺蓝(TB),再通过媒介体的氨基吸附纳米金,最后静电吸附固定辣根过氧化物酶制备出H2O2传感器。探讨了膜聚合时间、媒介体组装时间、pH、温度、工作电位对电极响应的影响。在优化的实验条件下,该传感器对H2O2电流响应与其浓度为1.5×10-5~1.3×10-3mol/L范围内呈线性关系;检出限为5.6×10-6mol/L。此外,该传感器具有较低的工作电位,能有效地消除抗坏血酸等的干扰。     

过渡金属甲基磺酸盐催化醇的四氢吡喃化反应

以过渡金属甲基磺酸盐［Mn(CH₃SO₃)₂·2H₂O, Cu(CH₃SO₃)₂·4H₂O, Co(CH₃SO₃)₂·4H₂O和Zn(CH₃SO₃)₂·4H₂O］为催化剂,在室温条件下催化醇的四氢吡喃化反应,并对反应条件进行了优化。结果表明：当醇用量为30 mmol,醇和3,4-二氢吡喃摩尔比为1.0 ：1.1,甲基磺酸盐用量为1 mmol,二氯甲烷20 mL时,可高效催化醇的四氢吡喃化反应。与路易斯酸催化活性相比,过渡金属甲基磺酸盐催化醇的四氢吡喃化反应效果最好,催化酚的效果较差。用Mn(CH₃SO₃)₂·2H₂O和Cu(CH₃SO₃)₂·4H₂O催化正丁醇的四氢吡喃化反应,重复使用5次,收率分别为89%和92%。