藻蓝蛋白(C-Pc)的三阶光学非线性和激发态弛豫

随着对生物体系的深入研究,特别是对光合作用原初光物理过程的研究,使人们认识到对光合器官中生物大分子的光学性质进行研究的必要性,这对理解它们结构与功能的关系有重要的参考价值.藻蓝蛋白(C-Pc)是藻类光合作用中重要的捕光色素分子之一,它在光合原初反应能量传递等过程中起着重要的作用.     

增强UV-B辐射对植物光能传递过程的影响

为探讨增强的紫外线-B(280～315nm)辐射对光合作用原初光能传递的光物理过程的影响,对菠菜类囊体膜及光系统II的吸收光谱、稳态荧光发射谱进行了分析.结果显示在实验条件下(温室,紫外线-B施加于植物成熟期,紫外线-B剂量1.152kJ·m-2·d-1),增强紫外线-B辐射并没有抑制原初光能传递过程,植物通过一系列调节机制(增强吸收短波光色素的吸收强度,调节两个光系统间能量分配,变化光合系统中色素蛋白构象、位置)保证了原初光能传递的光物理过程,将能量传递到反应中心用于光合作用.     

增强UV－B辐射对植物光能传递过程的影响

为探讨增强的紫外线-B (280~315 nm)辐射对光合作用原初光能传递的光物理过程的影响,对菠菜类囊体膜及光系统II的吸收光谱、稳态荧光发射谱进行了分析.结果显示在实验条件下（温室,紫外线-B施加于植物成熟期,紫外线-B剂量1.152 kJ·m－2·d－1）,增强紫外线-B辐射并没有抑制原初光能传递过程,植物通过一系列调节机制（增强吸收短波光色素的吸收强度,调节两个光系统间能量分配,变化光合系统中色素蛋白构象、位置）保证了原初光能传递的光物理过程,将能量传递到反应中心用于光合作用.     

科学家发现光合作用能量转化量子机制

英国科学家首次在室温下观察到光合作用中能量转化的量子机制——相干作用（一种状态相互叠加的量子效应）,并证明,正是这一量子机制使光合作用能很好地面对环境干扰。出版在《科学》杂志的最新研究有助于科学家们研制出新一代转化效率更高的太阳能电池。提高太阳光的有效转化率是科学家们孜孜以求的目标,他们希望借此降低人类对化石能源的依赖。光合生物和某些细菌已掌握了这一过程：在万亿分之一秒内,其内的光合天线蛋白会将吸收到的太阳光的95％输送至光合反应中心,从而驱动光合作用。     

C-藻蓝蛋白的电致发光

藻胆蛋白(phycobiliProteins)是藻类光合作用过程中最重要的拍光色素之一,它具有吸收太阳光能并将其高效地(几乎100%)转移到光合反应中心的功能[1].它在可见光区的吸收光谱主要归因于与脱辅基蛋白共价相连的线性四吡咯发色团[2].     

光合作用原初过程能量和电荷超快传递过程原理浅析

文章侧重于从物理的角度,介绍光合作用原初过程中能量和电荷超快传递过程的相关物理化学原理,如费米黄金规则,Frster及Dexter传能机制,Marcus电荷转移理论及激子理论.辨析相关原理的适用范围、共性及差异,并力图在上述相关原理的基础上阐述光合膜蛋结构与功能的关系,勾画出该研究方向的基本脉络.     

卡尔文（Calvin，Melvin，1911-1997）美国生物化学家（Biochemist，America）

卡尔文是俄国移民的儿子，毕业于密执安矿业学院，1935年在明尼苏达大学取得哲学博士学位。1937年到加利福尼亚大学任教，从此留在该校。他对确定光合作用过程的化学细节发生了兴趣。借助于光合作用，绿色植物从空气中吸取二氧化碳，把它与水化合，从而形成淀粉，并将分子氧放入空气。由于光合反应进行得非常迅速，因此几乎不可能确定光合作用过程的化学细节。     

光合作用原初过程中的电子转移

以用共价分子链连接而成的卟啉—醌化合物的发光研究结果为重点,综述了光合作用原初过程中电子转移问题研究的进展,讨论了相互作用的基团之间的间距和空间取向对分子中电子转移过程的影响,此外也指出了进一步研究中引起人们兴趣的几个问题。     

烟草光合细胞Chla荧光动力学和超弱发光对低强度射频电磁场的响应

在300MHz低强度射频电磁场的作用下，烟草叶片光合细胞Chla荧光动力学过程和超弱发光均发生了变化，荧光动力学参数F0、FV／F0、FV／Fm、△FV／T和T1/2及超弱发光的光子数对电磁场辐射功率的响应呈现出非线性和“功率窗”特征，表明低强度射频电磁场对光合细胞具有非热效应．电磁场的非热效应使得烟草叶片光合细胞的细胞膜受到伤害，PSⅡ反应中心受损、PSⅡ潜在活性降低．光合电子传递过程受阻．原初光能转换效率下降．     

温度胁迫对草莓叶绿素荧光参数的影响

采用日本丰香草莓品种进行实验,研究低温(-10℃和-5℃)和高温(35℃和40℃)胁迫对其叶片叶绿素荧光特性的影响.结果发现,温度胁迫后,草莓叶片的最大荧光(Fm)、PS Ⅱ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PS Ⅱ光化学效率(Yield)、光化学猝灭系数(qP)均明显下降.可见,温度胁迫后,草莓叶片的光合作用能力明显低...     

蛋白质和植物色素等生物分子的发光

天然蛋白质和植物色素的发光系属于生物发光。所谓生物发光通的冷光发射。     

叶绿素A较高激发态的发光

采用激发样品表层和样品中心两种激发方式,在300K和77K温度下研究叶绿素A(Chla)的较高激发行为,观测到峰值位于493、520和580nm三条新的荧光发射带.分别测量它们的荧光激发光谱,证明这三条新的荧光带属于Chla的第二激发单线态向基态的不同振动能级的辐射跃迁发光.最后提出电子跃迁模型,同时进行了讨论.     

光系统Ⅱ核心天线CP47热稳定性的荧光动力学

采用激励光源为4MHz、514.5nm的分幅扫描单光子计数荧光装置对从菠菜中分离提纯的核心天线CP47的热稳定性进行研究,得到经20℃、42℃和48℃处理后的动力学三维荧光谱.它们在最大峰值处的时间常量及其chla分子发射荧光的效率分别为:20℃:2.849ns(43.60%),4.024ns(35.37%);42℃:2.107ns(51.11%),3.657ns(37.59%);48℃:3.801ns(36.69%),4.0149ns(34.68%).因此,在CP47中存在有2组处于不同聚合状态的chla分子,3个处理温度中较短的时间组分属于2组中处于同一种聚合状态色素分子之间chla→chla→chla基态的能量传递时间,较长的时间组分属于2组处于不同聚合状态色素分子之间chla→chla→chla基态的能量传递时间.CP47中,20℃～42℃之间的温度对蛋白质空间结构的影响较小,与蛋白质结合的2种结合状态的chla分子之间的空间位置改变也较少.而42℃～48℃之间的温度引起较大的蛋白质空间结构和与蛋白质结合的2种结合状态的chla分子之间的空间位置改变.     

叶绿素A(Chla)溶液发光同浓度的关系

我们在发光研究中,采用激发样品表层方法抑制自吸收—再发射的作用,得到较好结果,Chla己烷溶液和Chla乙醇溶液,在低浓度均有发光主峰683nm和次峰720nm,Chla己烷溶液发光在浓度为1×10-5M时开始浓度猝灭;Chla乙醇溶液发光,在5×10-4M时仍未见明显浓度猝灭。Chla己烷溶液发光,在不同浓度下,发光峰位基本不变,在高浓度尚有弱峰760nm。Chla己烷溶液发光主峰663nm随浓度增加向长波方向移动。     

碳纳米管光学天线的有效波长和谐振特性

将经典金属自由电子气模型应用于金属型碳纳米管, 基于光学天线有效波长理论, 得出了金属型碳纳米管光学天线响应的有效波长与碳纳米管介电特性之间的普适关系. 在对碳纳米管介电特性进行第一性原理计算的基础上, 以金属型4 Å碳纳米管为例, 进一步研究了金属型碳纳米管光学天线响应的有效波长与入射波长之间的关系, 以及金属型碳纳米管光学偶极子天线的谐振特性. 通过将已有传统金属光学天线和碳纳米管天线有效波长的研究结果进行对比, 验证了本文理论的正确性. 结果表明, 碳纳米管光学天线响应的有效波长与入射波长呈近似线性关系, 与传统金属材料构成的同直径光学天线相比, 碳纳米管天线显示出了更强的波长压缩能力, 并且在可见光到红外波段内易于发生谐振. 该研究方法可为碳纳米管光学天线研究提供新的思路.     

Effective wavelength scaling for optical antennas

In antenna theory, antenna parameters are directly related to the wavelength lambda of incident radiation, but this scaling fails at optical frequencies where metals behave as strongly coupled plasmas. In this Letter we show that antenna designs can be transferred to the optical frequency regime by replacing lambda by a linearly scaled effective wavelength lambda(eff)=n(1)+n(2)lambda/lambda(p), with lambda(p) being the plasma wavelength and n(1), n(2) being coefficients that depend on geometry and material properties. It is assumed that the antenna is made of linear segments with radii R < lambda. Optical antennas hold great promise for increasing the efficiency of photovoltaics, light-emitting devices, and optical sensors.     

Hail embryons detection in clouds using passive and active radars in millimeter and submillimeter wave bands

Two detection methods of hail embryons in a cloud are discussed in the paper: combined passive/active and purely active sensing of a convective cloud from board of air or space carrier. The first method makes it possible to determine the spectral dependence of absorption coefficient by oversized drops in convective cloud in the millimeter (MM) and submillimeter (SbMM) wavebands. With this purpose a highly sensitive 16-channel Dicke radiometer is used. In the second method a multiwave (12 wavelength) active radar is used to determine the spectral dependence of backscatter coefficient in the same wavebands. Variation of these spectral characteristics in time makes possible the detection of physical processes taking place in a cloud, such as drops drowth and evaporation, as well as transition of oversized drops into the overcooled state. The instant of water/ice phase transition in oversized drops is determined in both methods by means of active radar in SbMM waveband (in the transparency window of ice and atmosphere, 0.64 mm). Corresponding hardware, antennas, and wavelengths are considered for active/passive and purely active sensind of clouds. The effect of antenna beamwidth in SbMM on anomalous backscatter is discussed.Finally the authors would like to acknowledge the helpful discussions and assistance of Dr. K.E.Karapetyan in calculation of the antenna E characteristics.     

Analysis of Multilayered Millimeter Wave Structure with Via-Holes Connected

An effective technique to characterize multilayered millimeter wave structure with vertical via-holes connected is presented. The advantage of this method is the closed-form Greens functions in spatial domain for general electric and magnetic sources in multilayered medium are obtained easily in terms of the two-level discrete complex image method (DCIM) with the high-order Sommerfeld identities, which only four elements of Greens functions in spectral domain are needed. In addition, the curl operators in mixed potential integral equations (MPIE) are avoided effectively from the Greens functions in this paper. A low temperature co-fired ceramic (LTCC) aperture coupled antenna with vertical via-holes connected is analyzed to prove the accuracy and efficiency of this technique on three-dimensional (3-D) multilayered structure with vertical components.     

托卡马克中极向静电天线的离子Bernstein波的耦合计算

本文采用均匀的等离子体模型,对在托卡马克低场边由极向静电天线激发离子Bernstein波(IBW)的耦合问题作详细的理论分析。为了能更符合实验中的实际情况,文中考虑天线为有限长度以及非零的极向波数(k_y≠0)对耦合特性计算的影响。计算表明,极向静电天线可以有效地在等离子体中激发IBW。比较该天线与传统的环向IBW天线的辐射功率谱和阻抗等计算结果,表明两种天线对IBW的耦合有相似的特性。 关键词：     

按斐波那契类准周期序列排列的铁电畴超晶格二次谐波谱峰性质研究

在简介斐波那契类(Fibonacci-class)准晶(FC(n))的特征基础上,在小信号、平面波近似下详细地研究了通过N层按斐波那契类准周期系列排布的铁电畴超晶格的二次谐波光场的谱性质.发现其谱的极强峰在实空间,在不考虑介质色散效应的情况下,具有完美的自相似性;对于具有线性色散效应的铁电晶体,其谱在实空间也具有相同的结论;而对于具有非线性色散效应的铁电介质,极强峰的这种自相似性将被破坏.另外,二次谐波光的暗线处将存在缺级效应;亮线处则无缺级效应. 关键词：