黑蚱蝉(Cryptotymrana atrata Fabricius)发声装置的结构和功能

黑蚱蝉的发声器官是一种小型化的多重组合式发声装置。其鸣声由重复频率约180Hz的调幅脉冲列组成,可见带宽200—12500Hz,主峰频率5kHz。鼓膜的振动发声是由两侧鼓膜肌交替收缩驱动的。鼓室的功能是改善波形、调谐特性和扩声。腹室的功能是进一步改善音色和扩声。腹腔的主要功能是提高输出功率。褶膜对改善音色和调谐特性有明显的作用。腹瓣和镜膜仅对音量调节有一定的影响。 这些结果可为声学装置的研究提供一种生物原型。     

大熊猫“唔”叫声的时域和频域特征

大熊猫\     

草原鼠兔呜叫声的观察和声学特征分析

本文在对四川西北高山草原的主要害鼠-鼠兔的呜叫行为进行观察的基础上,对这些呜叫声的声学特征进行了分析,并发现,在各种不同的行为下,鼠兔的鸣叫声具不同的声学特征,即包含了一定的语义信息。     

黑硅材料的制备及其光学特性

采用金催化化学腐蚀和钝化两个过程成功制备了黑硅。利用原子力显微镜、分光光度计、红外光谱仪和光致发光光谱仪分别对黑硅的微观结构、反射率、表面状态和发光性能进行了研究。结果表明:黑硅表面呈现山峰状的微观结构,其平均反射率可低至3.31%。光致发光光谱上出现了3个发光峰,分别由量子限制效应、硅氧烯、杂质和缺陷引起。     

介质阻挡放电丝模式和均匀模式转化的特性

利用水电极介质阻挡放电装置，采用电学方法和发射光谱，研究了空气中介质阻挡放电从微放电丝模式向均匀放电模式转化的过程. 结果表明，大气压下增大外加电压或者电压一定减小气压，放电都能够从微放电丝模式过渡到均匀模式. 高气压下放电为流光击穿而低气压下为辉光放电. 利用放电发射光谱，研究了高能电子比例随实验参数的变化. 结果表明气压减小时高能电子比例增大，电压增加时高能电子减少. 利用壁电荷理论对以上实验结果进行了定性分析. 结果对介质阻挡均匀放电的深入研究具有重要价值.     

介质阻挡放电丝模式和均匀模式转化的特性

利用水电极介质阻挡放电装置,采用电学方法和发射光谱,研究了空气中介质阻挡放电从微放电丝模式向均匀放电模式转化的过程. 结果表明,大气压下增大外加电压或者电压一定减小气压,放电都能够从微放电丝模式过渡到均匀模式. 高气压下放电为流光击穿而低气压下为辉光放电. 利用放电发射光谱,研究了高能电子比例随实验参数的变化. 结果表明气压减小时高能电子比例增大,电压增加时高能电子减少. 利用壁电荷理论对以上实验结果进行了定性分析. 结果对介质阻挡均匀放电的深入研究具有重要价值. 关键词： 介质阻挡放电 光学发射谱 微放电丝 均匀放电模式     

飞秒激光制备黑硅的光谱特性

本文采用飞秒激光在空气中对单晶硅进行扫描处理,在硅表面制备出平行排列并具有微尺度沟槽的黑硅材料。在扫描电子显微镜下,观察到了黑硅的纳米尺度的二级结构。通过黑硅的反射光谱发现,在250~1000nm光谱区域的反射率明显降低,且沟槽越深,反射率越低。同时,对沟槽深度与反射率的关系以及二级纳米结构的形貌进行了讨论。通过黑硅的拉曼光谱发现,飞秒激光处理后的硅片没有发生成分和结构上的变化,黑硅的成分依然是单晶硅。     

兴奋性和抑制性自反馈压制靠近Hopf分岔的神经电活动比较

突触输入刺激神经元产生的电活动,在神经编码中发挥着重要作用.通常认为,兴奋性输入增强电活动,抑制性输入压制电活动.本文选取可调节电流衰减速度的突触模型,研究了兴奋性自突触在亚临界Hopf分岔附近压制神经元电活动的反常作用,与抑制性自突触的压制作用进行了比较,并采用相位响应曲线和相平面分析解释了压制作用的机制.对于单稳的峰放电,快速和中速衰减的兴奋性自突触分别可以诱发频率降低的峰放电和混合振荡(峰放电与阈下振荡的交替),而中速和慢速衰减的抑制性自突触也可以分别诱发频率降低的峰放电和混合振荡.对于与静息共存的峰放电,除上述两种行为外,中速衰减的兴奋性和慢速衰减的抑制性自突触还可以诱发静息.兴奋性和抑制性自突触电流在不同的衰减速度下,分别作用在峰放电的不同相位,才能诱发同类压制行为.结果丰富了兴奋性突触压制电活动反常作用的实例,获得了兴奋性和抑制性自突触压制作用机制的不同,给出了调控神经放电的新手段.     

激光照明下黑硅表面的散射偏振特性研究

为了研究人工微结构材料表面的偏振特性,利用波长为532nm的激光器、精密旋转台和弱光照度计,自行搭建表面散射特性的测量系统。以黑硅为被测样品,测量样品不同姿态时对散射光偏振特性的影响,并对比分析随入射光入射角、样品方位角及俯仰角对散射光偏振分布的影响。实验结果表明,散射光的偏振度与表面微结构的周期性,以及入射角度有关。本文的研究对散射光的偏振特征应用在探测的分析领域上提供一定的实验基础。     

以S-K和V-W模式生长ZnCdSe和ZnSeS量子点及其特性

用低压金属有机化学气相外延(LP-MOCVD)技术,以Stranski Krastanow(S-K)模式,在GaAs衬底上生长了CdSe和ZnCdSe量子点(QDs)。用原子力显微镜(AFM),观测到了外延层低于临界厚度时,CdSe自组装量子点的形成过程,并把其机理归结为表面扩散效应和应变弛豫效应的联合作用。依据理论计算外延层临界厚度值的指导,用LP-MOCVD技术在GaAs衬底上生长了ZnCdSe量子点,详细观测了ZnCdSe量子点的形成和演变,这些过程可用Ostwald熟化过程和形成过程的联合作用来解释。用LP-MOCVD技术,以Volmer Weber(V-W)模式,在GaAs衬底上生长了ZnSeS量子点,随着生长时间的增加,量子点尺寸增大,而量子点密度减少,这些现象可用表面自由能来解释。     

二维随机介质中偏振模式的竞争和阈值特性

基于随机激光的时域理论,建立了横磁与横电光波模式共享反转粒子数情况下的理论模型,并利用时域有限差分法(FDTD)数值求解麦克斯韦方程组和速率方程组,从而获得了二维随机介质内横磁与横电光波模式的阈值特性.结果表明,如果横磁与横电偏振模式之间没有共享反转粒子数,则横磁光波模式拥有较低的激发阈值;反之,则横电光波模式的激发阈值更低.在共享反转粒子数的情况下,改变样品的表面填充率对两种偏振模式的阈值并没有很大的影响,而增加样品面积则可以明显的降低横磁模式的阈值.     

黑钴的光声光谱和吸收率

本文报道了测定黑钴的光声光谱和吸收率,并与传统的积分球法测定的数据对比,证明测定结果可靠。     

基于描述函数方法的神经群自激振荡特性分析

在无外界刺激时神经群表现为节律性自激振荡,自激振荡是非线性系统特有的一种运动形式.在非线性描述函数法理论框架下,对神经群模型自激振荡特性进行分析,并揭示其产生机理.神经群模型的sigmoid非线性函数(简称为S函数)是其自激振荡的根源.首先,求解S函数的描述函数;然后,基于S函数的描述函数得到神经群模型正反馈回路S函数和负反馈回路S函数的等效增益,在此基础上将神经群模型转化为可用描述函数法分析的典型结构形式;最后,应用描述函数法理论对神经群模型自激振荡特性进行理论分析,得到自激振荡特性的定量描述,并通过仿真分析对理论分析结果进行了验证.理论分析及仿真分析结果表明基于描述函数方法的神经群自激振荡特性分析方法是正确有效的.S函数是神经系统的典型非线性环节,S函数的处理方法及神经群自激振荡特性分析方法对于其他神经模型的自激振荡特性分析具有参考价值.     

表面稳定模式铁电液晶分子定向和电光特性研究

通过倾斜蒸镀ＳｉＯ，获得对铁电液晶分子的均匀定向。液晶单池的对比度达１５０１，响应速度达６０μｓ，并具有良好的双稳性能。利用该定向方法制成的６４×６４电寻址铁电液晶空间光调制器，对比度高于８０１，帧数高于３９／ｓ。     

基于第一性原理计算的掺杂柔性黑硅吸收光谱特性分析

针对宽波段微型光谱仪缺乏宽波段柔性探测器这一难题,提出了一种在紫外-可见-近红外波段内具有高吸收效率的掺杂柔性黑硅作为探测器吸光材料。首先,基于第一性原理计算了S和F元素掺杂后柔性黑硅的电子结构、能带结构和紫外-可见-近红外波段的光学吸收特性,得到了不同元素及浓度掺杂时,柔性黑硅的光学吸收系数。其次,将第一性原理计算结果与时域有限差分算法相结合,建立了柔性黑硅的吸收光谱模型。结果表明,掺入S和F元素后柔性黑硅的能带带隙均减小,吸收截止波长发生红移,且掺杂浓度越高,光学吸收系数越大。在1 500 nm波长处,50%浓度的S元素掺杂黑硅的吸光系数是1.5%浓度的S元素掺杂黑硅的吸光系数的8.3倍,50%浓度的F元素掺杂黑硅的吸光系数是1.5%浓度的F元素掺杂黑硅的吸光系数的3倍。在相同掺杂条件下,表面具有小尺寸微结构的柔性黑硅在近红外波段具有最高的吸收效率。最后,测试了制作的柔性黑硅样品,其吸光效率在紫外-可见波段高于95%,在近红外波段为70%~80%。     

光子晶体光纤的传输模式特性

基于平面波展开法,数值模拟高光子晶体光纤传输的几种模式,介绍光子晶体光纤的应用及发展.结论为光子晶体光纤通信的器件设计提供参考.     

同心矢量完美涡旋模式的特性

完美涡旋光场模式的单一性难以满足其在多种领域的应用需求。为解决该问题,提出了一种同心矢量完美涡旋模式,其光强分布为一族同心的矢量完美涡旋,各环矢量完美涡旋的性质得到了验证。研究发现,每个完美涡旋的光环大小、偏振阶数等特征参数相互独立。对同心矢量完美涡旋模式光环叠加的实验表明,与标量完美涡旋光束叠加不同,矢量叠加产生的子涡旋会在特定位置消失,原因是两光环在该位置偏振正交。该研究极大地丰富了完美涡旋的模式分布,拓宽了完美涡旋在微操纵、光通信等领域的潜在应用。     

基于广义线性模型的针刺足三里脊髓背根神经活动解码

神经系统以时空编码形式刻画外部刺激信息, 针刺作为对穴位的机械作用可以等效为对神经系统的一种外部刺激. 为了揭示神经系统如何表达和传递针刺作用, 本文设计了不同频率的针刺动物实验, 即在针刺大鼠足三里穴位时获取脊髓背根神经节电信号. 首先, 经过数据预处理获得单神经元动作电位序列并转化为点过程序列. 其次, 应用广义线性模型(GLM)编码针刺作用, 产生模拟的神经放电序列. 另外, 在模型基础上应用贝叶斯解码, 根据神经放电序列重构针刺随时间变化的位移波形. 最后, 基于时间重标度理论应用分位数分位数(Q-Q)图方法检验编码模型与点过程数据的一致性. 结果表明, GLM能够模拟针刺神经编码, 并正确解码针刺信息. 本文为针刺研究提供了新的视角, 对于构建神经系统与机器接口以改善针刺的临床研究具有潜在意义. 关键词： 针刺 点过程 广义线性模型 神经解码     

基于半导体纳米线和金属脊的混合表面等离子体波导模式特性分析

波长可开关光纤激光器可以选择多波长光纤激光器中的一个或多个波长输出,支持光网络中多个波长的动态分配,适应现代光纤通信系统信道数越来越多的波分复用和密集波分复用的发展方向.本文提出并实现了一种自激发多波长可开关掺铒光纤激光器.该激光器通过一个980 nm泵浦进行抽运,使用掺铒光纤作为增益介质,产生1 550 nm光谱,并通过一个环形结构返回,从而实现自激发的过程,降低了实验成本.实验使用一个含有两段保偏光纤的Sagnac环作为滤波器.通过调整Sagnac环形滤波器内偏振控制器的角度,改变Sagnac环形滤波器的腔内增益,可以让光纤光栅反射出来的波长选择性通过,从而实现波长的开关功能.实验证明,通过调整Sagnac滤波器的腔内增益而让多波长选择性通过,是一种有效的实现波长可开关功能的方法.     

少模光纤的不同模式布里渊散射特性

少模光纤可以传输有限的正交模式,具有模间干涉小、模式易于控制等优点.基于少模光纤的布里渊散射传感器能够有效地减小多参量测量过程中的交叉敏感,实现多物理量的测量.本文基于波动光学理论对阶跃型少模光纤各个模式布里渊散射谱的频移、线宽、峰值增益等参数进行了分析.首先对少模光纤进行了模式分析,其次分析了少模光纤不同模式的频移、线宽、增益的数学模型,以及不同模式叠加的布里渊散射谱频移、线宽、增益.结果表明:少模光纤各模式布里渊散射谱的频移在10.19—10.23 GHz范围内,且随模式阶数的减小而增加;各模式布里渊散射谱的线宽在32—34 MHz,且随模式阶数的减小而增加;各模式布里渊散射增益谱相对幅度因为模式阶数的减小而增大.少模光纤中各个模式布里渊增益谱和多模式联运布里渊增益谱均符合洛伦兹曲线分布,多模式联运导致布里渊增益谱线宽展宽,且多模式联运布里渊增益谱相对振幅一般小于单个模式的布里渊相对振幅.