光子晶体光纤的弯曲损耗振荡特性分析

综合运用弯曲光纤的等效直光纤模型、全矢量频域有限差分法及各向异性完全匹配层吸收边界,计算了两种类型(折射率引导型和带隙型)光子晶体光纤(PCF)的弯曲损耗.通过数值模拟弯曲损耗随弯曲半径的变化关系,证实了两种光子晶体光纤均具有弯曲损耗振荡特性.进而分析了两种光子晶体光纤弯曲损耗振荡的产生机理并给出了与损耗峰对应的包层模式.结果表明,振荡的产生源于基模与包层模式的耦合,其中,折射率引导型光子晶体光纤的弯曲损耗振荡机理类似于传统双包层光纤,带隙型光子晶体光纤弯曲损耗振荡的产生则是两种不同类型的包层模式共同作用的结果.     

光子晶体光纤气体传感灵敏度的有限差分法分析

提出了一种适合于高灵敏度气体传感器的新型光子晶体光纤结构.采用全矢量频域有限差分方法，研究了基于不同结构光子晶体光纤的气体传感器的相对灵敏度.由全矢量频域有限差分法，通过直接求解由麦克斯韦方程组导出的标准特征值方程，可以得到光纤中可能存在的不同模式的传播常量、电场分布和磁场分布.分别给出了三种不同结构光子晶体光纤在波长为1.3312 μm处，与结构参量变化对应的相对灵敏度变化以及在不同波长情况下的相对灵敏度变化.结果证明,该新结构具有较其它代表性的折射率引导型光子晶体光纤结构更高的灵敏度，特别适合作气体传感器.     

离子液体预处理对羊毛蛋白酶水解性能的影响

利用一种新型绿色溶剂--离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(1-butyl-3-methylimidazolium chloride,[BMIM]Cl)对羊毛进行预处理,从而提高蛋白酶对羊毛的水解效率.系统研究了[BMIM]Cl预处理对蛋白酶处理后羊毛减量率、碱溶解度、蛋白质释放速率、氨基酸组成的影响,并从表面形态、表面润湿性能和纤维晶体结构等方面探讨了[BMIM]Cl对蛋白酶水解的促进作用机理.结果表明:羊毛经过[BMIM]Cl处理后,纤维减量率从2.68%提高到4.47%,碱溶解度达到11.6%,水解液中蛋白质浓度的变化显示[BMIM]Cl预处理使得蛋白质释放速率快速增加;羊毛纤维中低硫和部分高硫氨基酸百分比的降低进一步证实[BMIM]Cl预处理对蛋白酶水解起到了全面促进作用.SEM、润湿接触角以及WAXD测试结果显示预处理破坏了纤维鳞片层,增加了表面润湿性能,并且使得纤维结晶度下降,从而提高了蛋白酶对纤维的可及度,有利于酶解速率的提高.     

一种高双折射光子晶体光纤的模式特性分析

应用全矢量频域有限差分法,分析了所提出的一种高双折射光子晶体光纤的模式截止、损耗、模场半径及数值孔径等特性.数值模拟结果表明,通过设置合适的结构参量,可使这种高双折射光子晶体光纤在保持模式双折射为10-3量级的前提下,能够在600～1800 nm波长范围内保持单模传输,并且限制损耗可低于10-4dB/m量级,同时还可以获得较大的数值孔径,因而聚光能力增强,此外,通过采用高斯曲线拟合基模的模场分布,得到的模场半径与实际模场半径吻合得很好.     

一种新的长输管道泄漏点定位方法

将压力梯度法与逆瞬态法结合,提出了适合长输管道的泄漏点定位方法. 该方法将泄漏点前后的摩阻系数以及泄漏流量系数看作优化控制变量、水击方程的数值计算结果与测量值之差的绝对值作为控制目标,利用遗传算法优选泄漏点前后的摩阻系数,与压力梯度法结合不断迭代求解泄漏点的位置. 通过输水管道的泄漏实验得到该方法漏点定位的平均误差为4%左右.      

氧化淀粉的氧化度对其交联海藻酸钠/明胶互穿网络膜性能的影响

以氧化淀粉为交联剂交联明胶、以氯化钙为交联剂交联海藻酸钠,采用分步交联的方法制备了海藻酸钠/明胶互穿网络膜.通过红外光谱仪表征了氧化淀粉、海藻酸钠/明胶互穿网络膜的结构;研究了氧化淀粉的氧化度对互穿网络膜力学性能、热稳定性能、微观形貌、交联度、吸水保水性能等各种性能的影响.结果表明,随着氧化淀粉氧化度的增加,互穿网络膜的拉伸强度、断裂伸长率、交联度呈现先增加后降低的趋势,氧化度为60%的氧化淀粉交联制备的互穿网络膜的以上性能达到最大值;吸水保水性能呈现先降低后增加的趋势,这主要是因为随着互穿网络膜交联度的增加,使两相间形成了均匀、致密的网络结构,两者分子链上大量的羟基和羧基受到束缚,导致互穿网络膜吸水率、保水率的下降.同时也说明了该体系的交联度并不是随着氧化淀粉氧化度的提高而逐渐提高,对于该体系氧化淀粉存在最佳氧化度.     

羧甲基壳聚糖/海藻酸钠半互穿网络水凝胶的制备及性能研究

以羧甲基壳聚糖(CMC)和海藻酸钠(SA)为原料,京尼平(GP)为交联剂,制备具有pH敏感性的CMC/SA半互穿网络(semi-IPN)水凝胶.利用特性黏数、红外光谱对CMC/SA水凝胶的半互穿网络结构及形成机理进行了分析与表征;对水凝胶的力学性能进行了测试;探讨了pH值及交联剂含量对水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,京尼平交联的CMC/SA水凝胶具有半互穿网络结构.当w(CMC)∶w(SA)=5∶5时,CMC/SA水凝胶的断裂强度达到最大值(59 MPa),分别比纯的CMC(40 MPa)和SA(36 MPa)提高了47.5%和63.9%;当SA含量为60%时,CMC/SA水凝胶的断裂伸长率达到最大值(13.0%).当pH3.0时,溶胀率随pH值的增大而减小,pH=3.0时,溶胀率最小(186%);当pH3.0时,溶胀率随pH值的增大而增大,pH=9.0时,溶胀率最大(886%).京尼平交联的CMC/SA半互穿网络水凝胶具有明显的pH敏感性、溶胀可逆性及对pH的快速响应性.     

折射/衍射红外鱼眼镜头光学系统设计

讨论了折射/衍射红外鱼眼镜头的设计.设计出工作波段为8～12μm,全视场为240°的折衍混合的红外鱼眼镜头光学系统.采用反远距结构,能够很好地解决超广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.结果表明:系统结构简单,体积很小、后工作距离大,成像质量好,在截止频率11lp/mm处的调制传递函数值大于0.5.