Theoretical Study on the Electronic Structures and Spectral Properties of 1,8-Naphthalimide Derivatives

The molecular geometries, frontier molecular orbital properties, and absorption and emission properties of three 4-phenoxy-1,8-naphthalimide derivatives, namely 4-phenoxy-N-（2-hydroxyethyl）-1,8-naphthalimide（1）,4-（2-tert-butylphenoxy）-N-（2-hydroxyethyl）-1,8-naphthalimide（2）, and 4-[2,4-di（tert-butyl）]phenoxy-N-（2-hydroxyethyl）-1,8-naphthalimide（3）, are investigated by density functional theory（DFT） and time-dependent density functional theory（TD-DFT） calculations in conjunction with polarizable continuum models（PCMs）. Four functionals and ten basis sets are employed for 1 to calculate the electron transition energies, which were compared with the experimental observations. Our results reveal that the B3LYP/6-311＋G（d,p） method is the best choice to reproduce the experimental spectra. Moreover, the effects of substituents on the molecular geometries, electronic structures, absorption and emission spectra are also studied at the B3LYP/6-311＋G（d,p） level. We find that the gap between the highest occupied molecular orbital（HOMO） and the lowest unoccupied molecular orbital（LUMO） decreases with increasing the number of tert-butyl substituents onto the phenoxy groups, suggesting red-shift of the absorption and emission bands. This is related to the increase of conjugation from 1 to 2 and 3. Our calculations are in good agreement with the experimental results.     

Fe_3O_4/SrTiO_3复合光催化剂降解甲基橙

用共沉淀法制备了SrTiO3光催化剂及Fe3O4/SrTiO3复合光催化剂.通过紫外-可见漫反射光谱、XRD、SEM-EDX对其进行表征,以甲基橙为探针分子考察其光催化性能.结果表明,适量Fe3O4的掺入可明显提高Sr-TiO3光催化剂对可见光的吸收,从而增强其光催化性能;在光降解甲基橙的反应中,掺杂10%Fe3O4的SrTiO3光催化剂其催化活性是纯SrTiO3光催化剂的两倍.     

Pt/三苯胺烯分子纳米复合物的制备及光催化作用

采用乙醇还原法制备了金属Pt/三苯胺烯共轭分子纳米复合物(Pt@DPSDA),通过UV-vis、TEM、FTIR、XRD、荧光、光电化学等方法对纳米复合物进行了表征.三苯胺烯分子通过分子末端羧基与金属Pt纳米粒子表面原子相互作用,形成以金属Pt纳米粒子为核,三苯胺烯分子为壳的核/壳型纳米复合物.光照下纳米复合物中激发态有机分子与金属Pt纳米粒子之间具有较好的电子转移作用,Pt@DPSDA纳米复合物可以作为催化剂在紫外-可见光照下分解水获得氢气.     

37单元双压电片变形镜板条激光光束净化

为了校正板条激光器输出光束波前像差,改善输出光束质量,提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配,利用随机并行梯度下降算法控制双压电片变形镜面形,进行波前像差闭环校正,校正后光束远场归一化桶中功率提高到净化前的2~3倍。     

光束旋转90°多程放大系统的波前误差校正

 光束通过神光-Ⅲ原型装置四程放大系统发生了90°旋转和扩束。在四程放大系统腔镜处放置变形镜校正系统像差是一种新的自适应光学方案,推导出被校正像差与变形镜面形之间的数学关系。理论推导表明,在扩束比大于1的前提下,腔镜处变形镜可以校正系统输出的任意类型的像差,且变形镜对应的面形唯一。理论分析和计算仿真说明该方案的校正能力与像差类型和扩束比有关,扩束比增大将增强变形镜校正像散的能力,但系统旋光消像散的能力也将减弱。     

关于二次型图的完美性

本文应用强完美图定理,解决了二次型图的完美图判别问题.     

腔内双压电变形镜光强分布优化

报道了把20单元双压电变形镜作为闪光氪灯泵浦的Nd:YAG激光器的腔镜,优化激光器输出光束远场强度分布的实验结果。变形镜由随机并行梯度下降算法控制,以相机采集到的激光束远场环围能量作为算法的评价指标,控制双压电变形镜的面形向远场能量分布更加集中的方向变化。结果表明:系统在20 s内将远场光斑中的多个亮斑校正为单个亮斑,峰值光强与优化前相比提高了5倍;在腔镜倾斜较大时,实验系统将激光器的输出功率由0.006~0.051 W提升至0.330 W,验证了实验系统的有效性。     

High-Precision Direct Method for the Radiative Transfer Problems

It is the main aim of this paper to investigate the numerical methods of the radiative transfer equation.Using the five-point formula to approximate the differential part and the Simpson formula to substitute for integral part respectively, a new high-precision numerical scheme, which has 4-order local truncation error, is obtained. Subsequently,a numerical example for radiative transfer equation is carried out, and the calculation results show that the new numerical scheme is more accurate.     

遗传算法在自适应光学系统中的应用

为了校正激光光束的波前像差,建立了一套无需直接探测波前信息的自适应光学(AO)系统模型,提出了一种基于实数编码的高斯变异的遗传算法(GA)用来控制61单元压电变形镜补偿波前像差,并仿真利用此算法控制61单元变形镜校正由变形镜本身产生的像差。结果表明,这种算法能够找到补偿各种像差所需的变形镜的最优面型。像差校正后,焦平面的峰值光强最多能够提高30倍。环围斯特尔比值(Strehl ratio)最多能够从校正前的0.032提高到0.96,变形镜61个驱动器后的电压值收敛性能良好。     

基于遗传算法的二维随机型稀疏阵列的优化研究

为了解决二维相控阵列及与之匹配的三维超声成像系统过于复杂的问题,提出了一种基于遗传算法的随机型稀疏阵列的优化设计方法。在这种方法中,首先根据横向分辨率的要求确定参考阵列的尺寸及加权分布,然后根据对比分辨率的要求确定稀疏阵列相对于参考阵列的稀疏率,最后利用遗传算法优化确定阵元的分布形式。通过连续波理论和基于空间冲激响应的脉冲场模型对这种稀疏阵列的声学特性进行了分析,分析结果表明,优化设计的随机型稀疏阵列具有良好的特性,它与参考阵列有几乎相等的主瓣宽度,而且不产生栅瓣,虽然其旁瓣高度与参考阵列相比略有提升,但经遗传算法优化后仍能满足高质量成像的要求。