偏振模色散自适应补偿实时控制系统的DSP的设计与实现

根据实验室现有的PMD(偏振模色散)补偿实验系统的需要,设计了一种基于DSP的实时控制系统。讨论了该实时控制系统的硬件和软件的设计与实现,对硬件电路进行了总体设计,分别对各部分的DSP最小系统、A/D采样硬件电路和D/A控制硬件电路进行了详细的分析和设计。介绍了软件的工作流程,设计了PSO算法模块在DSP系统中的实现。将该实时控制系统应用到PMD自适应补偿实验中进行了验证。结果表明,所设计的PMD自适应补偿实时控制系统对一阶和二阶PMD的补偿效果很好。     

分布布喇格反射镜的反射特性

采用等效法布里珀罗(FP)腔方法对分布布喇格反射镜(DBR)的特性进行了研究,计算并讨论了上下两层DBR结构非对称模型反射率的变化.设计了DBR反射镜的反射谱中心波长为850nm的结构.随着DBR周期数的增加,腔反射率峰值逐渐增加.上下两层DBR反射镜的厚度由反射率和中心波长决定.实验表明,下DBR的周期数为30对左右,上DBR的周期数为20对左右,易实现激光输出.非对称的双层DBR的反射特性表明理论计算与实验结果基本一致.     

新型含能配合物CuATZ·2H2O的合成

合成了一种新的含铜高能配合物,通过化学分析确定其组成为CuATZ·2H2O（ATZ^2-=5,5′-偶氮四唑离子）。测定了配合物的溶解性,研究了配合物的生成反应过程。在实验和计算基础上,得到了298.15 K下液相生成反应的焓变ΔrHm^θ（l）为（-39.182±0.097）kJ/mol。改变液相反应的温度,研究了液相生成反应的热动力学。在所研究的温度范围内,反应的表观活化能E值（24.8805 kJ/mol）比较低,说明该高能配合物具有普通条件下合成的可能性及可行性,但室温下配合物毫克级用量对研磨非常敏感,热至60℃左右对摩擦、静电非常敏感,发生爆炸的危险性很大。归因于其对热、摩擦等的敏感性,不满足固体推进剂燃烧催化剂的特征。     

5-氟胞嘧啶气相及水助质子转移异构化的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G**方法,对6种5-氟胞嘧啶异构体孤立分子的稳定性及质子转移引起的酮式-烯醇式、氨基式-亚胺式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了零点能、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数.计算结果表明,气相中烯醇-氨基式FC4是最稳定的异构体.分子内质子转移设计了FC1→FC2和FC1→FC6两条通道,分别标记为P(1)和P(2),各通道速控步骤的活化能和速率常数分别为155.9 kJ·mol-1,4.70×10-15 s-1和173.1 kJ·mol-1,1.41×10-18 s-1.水助催化时,相应通道P(3) 和P(4) 速控步骤的活化能和速率常数分别为51.0 kJ·mol-1,1.41×103 s-1和88.2 kJ·mol-1,4.53×10-3 s-1.可见,水分子的加入极大地降低了质子转移的活化能垒.另外发现,水分子参与形成协同的双质子转移机理比水助单质子转移机理更利于降低活化能垒.     

含能配合物M（BTA）（phen）m·nH2O生成反应的热动力学

合成了6种固态含能配合物M（BTA）（phen）m·nH2O（M=Mn,Co,Ni,Zn,m=2,n=5;M=Cu,m=2,n=1;M=Pb,m=1,n=1;BTA=N,N′-二四唑胺,phen=1,10-菲咯啉）,并对它们进行了表征.用RD 496-CK2000型微热量计测定了298.15 K下各配合物的液相生成反应焓ΔrHmθ;改变反应温度,在实验和计算基础上,得到了液相生成反应的热力学参数（活化焓、活化熵和活化自由能）,速率常数和动力学参数（表现活化能、频率因子和反应级数）.     

融合光学椭率判据的自由曲面望远镜设计方法

光学椭率是联系天文望远镜光学设计与暗物质探测科学目标的一项核心性能指标,然而目前还没有将椭率作为指标融入光学系统优化设计过程的完整方法。提出了一种融合光学椭率判据的自由曲面望远镜光学设计方法,依据椭率与彗差、像散等非旋转对称像差的关系,提出了椭率关联性较强的像差分量优先校正原则,开拓了主要离轴像差校正后通过MZDDE在评价函数中融入椭率判据的设计思想,结合离轴三反系统中像差节点与椭率节点在优化过程中的演变规律,建立了自由曲面面型Zernike项的优化策略。据此设计了离轴三反自由曲面天文望远镜,系统有效焦距为600 mm,口径为200 mm,视场为4°×4°。通过波像差和椭率的联合优化,成像像质及光学椭率得到了同步有效控制,波像差近衍射极限,椭率最大值为0.030 3,平均值为0.015 6。与从低阶项到高阶项的传统像差校正优化方法相比,该方法采用相对较小的自由曲面偏差,设计的自由曲面望远镜成像质量和椭率性能得到了同步控制,充分发挥了自由曲面的效能,设计效率优势明显。     

β-胡萝卜素分子的黄琨因子的温度特性

β-胡萝卜素具有光采集、光防护功能, 又是重要的光电材料, 它在外场下的分子结构和性能变化既有理论意义也有应用价值。测量了β-胡萝卜素在环己醇中68～26 ℃温度范围内的紫外-可见吸收、拉曼光谱。实验结果表明随着温度的降低, 黄琨因子和碳碳键每个振动模的电子-声子耦合常数减小, 紫外-可见吸收光谱红移, 碳碳键拉曼散射截面增加。用线性链状多烯分子的“相干弱阻尼电子-晶格振动模型”、“有效共轭长度模型”等理论给予了解释。随着温度的降低,β-胡萝卜素分子的热无序减小,分子结构有序性增加,π电子离域扩展,有效共轭长度增加,导致紫外-可见吸收光谱红移和强的拉曼活性。相干弱阻尼电子-晶格振动增强,使碳碳键拉曼散射截面增加。引用带有量纲的电子-声子相互作用常数,既可以与黄昆因子建立关系式,计算出碳碳键每个振动模的数值,也可以表征分子的有效共轭长度,π电子离域程度及拉曼散射截面的大小等。     

利用知识竞赛实现中学化学STS知识的有效教学

从当前中学化学STS知识的教学现状出发,借鉴有效教学的理论,以化学知识竞赛为教学载体,对中学化学中STS知识的有效教学进行了研究,构建了化学STS知识的有效教学的框架,并对其进行了教学实践的研究,以期能为中学化学STS知识的教学提供一定的参考。     

The effect of anti-hydrogen bond on Fermi resonance: A Raman spectroscopic study of the Fermi doublet ν1—ν12 of liquid pyridine

The effects of anti-hydrogen bond on the ν₁—ν₁₂ Fermi resonance (FR) of pyridine are experimentally investigated by using Raman scattering spectroscopy. Three systems, pyridine/water, pyridine/formamide, pyridine/carbon tetrachloride, provide varying degrees of strength for the diluent-pyridine anti-hydrogen bond complex. Water forms a stronger anti-hydrogen bond with pyridine than with formamide, and in the case of adding non-polar solvent carbon tetrachloride, which is neither a hydrogen bond donor nor an acceptor and incapable of forming hydrogen bond with pyridine, the intermolecular distance of pyridine will increase and the interaction of pyridine molecules will reduce. The dilution studies are performed on the three systems. Comparing with the values of Fermi coupling coefficient W of the ring breathing mode ν ₁ and triangle mode ν ₁₂ of pyridine at different volume concentrations, which are calculated according to the Bertran equations, in three systems, we find that the solution with the strongest anti-hydrogen bond, water, shows the fastest change in the ν₁—ν₁₂ Fermi coupling coefficient W with the volume concentration varying, followed by the formamide and carbon tetrachloride solutions. These results suggest that the stronger anti-hydrogen bond-forming effect will cause a greater reduction in the strength of the ν₁—ν₁₂ FR of pyridine. According to the mechanism of the formation of anti-hydrogen bond in the complexes and the FR theory, a qualitative explanation for the anti-hydrogen bond effect in reducing the strength of the ν₁—ν₁₂ FR of pyridine is given.     

外场对π电子能隙调制C==C，C-C伸缩振动的影响

共振拉曼光谱是研究线性多烯分子的主要分子光谱技术。该技术完美地表征了π电子能隙对C==C,C-C伸缩振动的调制规律。这种调制是通过电子-声子耦合完成的。改变外界环境,能隙调制作用将受到影响。测量了溶剂中β-胡萝卜素分子在温度、压力、溶剂效应、相变等不同环境影响下的吸收光谱、共振拉曼光谱,研究了不同外场对π电子能隙调制C==C,C-C伸缩振动的影响机理及规律。结果表明,在外场影响下,体系的能量降低,π电子能隙(π-π*)减小会使调制增强。即电子-声子耦合增强,使拉曼强度增加,谱线红移。对理解共振拉曼物理过程,认识线性多烯分子的结构,性能有重要意义,对研制优质光电器件也有参考价值。