光强传播方程相位恢复的实验验证

在傍轴近似条件下, 可以利用光强传播方程(ITE)对畸变波前进行相位恢复。对于衍射受限的光学系统, 很难获得相位的边界径向斜率值作为边界条件, 此外, 要获得精确的圆域边界采样值也并非易事。为了克服上述困难, 进一步研究了相位恢复改进方法, 即改变了方程的表示形式、计算区域和边界条件, 并用多重网格法进行求解获得重构相位, 最后再将其修正。为了验证算法的精确性, 搭建了实验系统对算法进行实验验证, 将由CCD探测的光强分布进行计算得到的相位分布与相位恢复算法(PR算法)的结果进行比较, 证明在光强分布非均匀的情况下, 该方法恢复的相位均方根误差能够达到017 λ, 可以适用于波前传感精度要求不是很高的相位恢复。     

环扇形分块主镜的波面拟合及重构方法研究

用有限元分析获得了环扇形分块主镜的镜面热变形数据,分别用圆域Zernike多项式和环扇域Zernike多项式对其进行了波面拟合,比较了用两种多项式的拟合精度。基于哈特曼-夏克波前传感器对由环扇形镜面热变形引起的畸变波前进行了模式法重构,分析了用上述两种多项式重构时矩阵条件数和测量误差对重构精度的影响。     

基于3，3′，4，4′-四羧基偶氮苯构筑的三个金属配合物的合成、晶体结构及性质

在水热条件下利用H₄ddb配体合成了3个过渡金属配合物[Co₂（ddb）（phen）₂（H₂O）₆]·3H₂O（1）,[Co（ddb）_0.5（bpy）_0.5（H₂O）₃]_n（2）和{[Ag（dpe）]·0.5（H₂ddb）·H₂O}_n（3）（H₄ddb=3,3'',4,4''-四羧基偶氮苯,bpy=4,4''-联吡啶,dpe=1,2-二（4-吡啶基乙烯））,并用元素分析、红外光谱、X射线粉末衍射、X射线单晶衍射对其进行了表征。配合物1为双核结构,基于丰富的氢键作用扩展形成三维超分子网结构。配合物2为基于钴离子通过ddb^4-配体以μ₄：η¹,η¹,η¹,η¹的配位模式连接而成的二维网结构。配合物3是由Ag（Ⅰ）离子与dpe配体形成的直链结构,客体分子H₂ddb^2-通过氢键作用将其扩展为三维超分子结构。此外还研究了配合物1~3的荧光性质和热稳定性。     

用于痕量监测Zr4+、Cr2O72-、Fe3+、HPO42-和指纹识别的功能化Eu3+/Tb3+配位聚合物荧光探针的构筑

采用芳香族π共轭及含氮原子有机连接剂,合成同构铽、铕发光配位聚合物(CPs){[Eu (PLIA)_1.5(H₂O)₂]·H₂O}_n (1)和{[Tb (PLIA)_1.5(H₂O)₂]·H₂O}_n (2),其中H₂PLIA=5-((吡啶-4-基甲基)氧基)苯-1,3-二甲酸。对合成的配合物进行了结构测定、表征和荧光痕量识别实验研究。2个同构配合物具有理想的三维框架结构,π…π堆积及氢键等弱相互作用增强了其化学稳定性;表征显示配位聚合物1和2具有良好的荧光性质、结晶性、热力学稳定性及结构完整性,可作为荧光传感的材料。1和2对水溶液中的Zr⁴⁺、Cr₂O₇^2-和Fe³⁺、HPO₄^2-具有选择性好、灵敏度高的荧光识别能力,其检出限分别为0.139 μmol·L^-1(1,Zr⁴⁺)、0.626 μmol·L^-1(1,Cr₂O₇^2-)、0.430 μmol·L^-1(2,Fe³⁺)、1.36 μmol·L^-1(2,HPO₄^2-)。探究了1和2作为探针的荧光猝灭机理。更有趣的是,1和2具有指纹识别性能,其荧光指纹纹路清晰连贯,细节明显,可被清晰观察。     

光致变色化合物水杨醛缩对硝基苯胺的合成及发光

在无水乙醇溶液中,用苯胺、对硝基苯胺分别与水杨醛反应合成了两种席夫碱化合物水杨醛缩苯胺、水杨醛缩对硝基苯胺,通过元素分析、红外光谱的表征确定了产物的分子结构。研究了水杨醛缩苯胺和水杨醛缩对硝基苯胺的荧光性质,结果表明,两个化合物在甲醇、无水乙醇、丙酮、DM F溶液中能够发射荧光。水杨醛缩苯胺在所有溶液中、水杨醛缩对硝基苯胺在丙酮、DM F溶液中的发光机理均为π＊→n发光。水杨醛缩对硝基苯胺在甲醇、无水乙醇溶液中具有良好的光致变色性能,其变色过程是由烯醇式结构向酮式结构转变,阐明了基于分子内的质子转移的光致变色机理。     

中性硅3s23P2 3P2,1D2→3s3p3 3D3o跃迁能量,超精细结构常数与同位素移动的MCDHF计算

本文使用多组态Dirac-Hartree-Fock方法计算了²⁹Si的3s²3p^{2 3}P₂,¹D₂→3s3p³D₃⁰跃迁能量和³P₂,³D₃⁰超精细结构A常数以及Si同位素²⁹Si,³⁰Si和³¹Si相对于²⁸Si在3s²3p^{2 3}P₂→3s3p^{3 3}D₃⁰跃迁的同位素移动.通过尝试双电子激发（SD）和三电子激发（SDT）,分别考虑VV相关,CV相关和CC相关产生各种不同的扩展组态波函数得到的计算结果和实验值的比较,推测了对于中性硅原子这两个组态,内壳层2p2s,1s电子活动到外壳层的概率较小,而3s3p壳层中的电子都比较活跃,但主要是在n=3,4的壳层内活动,活动到更高n壳层的概率则比较小.     

Micrograting Displacement Sensor with Integrated Electrostatic Actuation

A high-resolution micro-grating displacement sensor with diffraction-based and integrated electrostatic actuation is proposed and experimentally demonstrated. The Ai reflecting membrane is fabricated at the bottom of a silicon moving part and the Au micro-gratings are patterned on a transparent substrate. This structure forms a phase sensitive diffraction grating, providing the displacement sensitivity of the micro-grating interferometer. It shows sensitivity adjustment and self-calibration capabilities with electrostatic actuation. Additional system components include a coherent light source, photodiodes, and required electronics. Experimental results show that the displacement sensor has a sensitivity of about 1.8 m V /nm and a resolution of less than 1 nm in the linear region. This displacement sensor is very promising in the fields requiring high sensitivity, broad dynamic range, and immunity to electromagnetic interference.     

Initiation of vacuum breakdown and failure mechanism of the carbon nanotube during thermal field emission

The carbon nanotube(CNT)-based materials can be used as vacuum device cathodes. Owing to the excellent field emission properties of CNT, it has great potentials in the applications of an explosive field emission cathode. The falling off of CNT from the substrate, which frequently appears in experiments, restricts its application. In addition, the onset time of vacuum breakdown limits the performance of the high-power explosive-emission-cathode-based diode. In this paper, the characteristics of the CNT, electric field strength, contact resistance and the kind of substrate material are varied to study the parameter effects on the onset time of vacuum breakdown and failure mechanism of the CNT by using the finite element method.     

Coulomb explosion of CS_2 molecule under an intense femtosecond laser field

We experimentally demonstrate the Coulomb explosion process of CS_2 molecule under a near-infrared(800 nm)intense femtosecond laser field by a DC-sliced ion imaging technique. We obtain the DC-sliced images of these fragment ions S~+, S~(2+), CS~+, and CS~(2+)by breaking one C–S bond, and assign their Coulomb explosion channels by considering their kinetic energy release and angular distribution. We also numerically simulate the dissociation dynamics of parent ions CS_2~(k+)(k = 2–4) by a Coulomb potential approximation, and obtain the time evolution of Coulomb energy and kinetic energy release, which indicates that the dissociation time of parent ions CS_2~(k+) decreases with the increase of the charge number k.These experimental and theoretical results can serve as a useful benchmark for those researchers who work in the related area.     

基于二向色及透射准直的小型近红外拉曼光谱仪

搭建了可用于生物医学检测的小型近红外拉曼光谱仪。通过理论计算,几何光路设计,完成了系统组装。有别于传统反射式准直结构：(1)本光谱仪色散系统采用透射式准直的方法,将散射光投射到光栅上进行色散;(2)经二向色镜分光,采用物镜对入射光会聚和散射光收集,设计了与色散系统入射狭缝相匹配(共焦面)的外光路系统,进而有效收集拉曼信号和去除杂散光;(3)实现了高分辨率(3 cm-1)、高重复性和高灵敏度光谱检测,检测范围500~2 200 cm-1(785 nm激发);(4)小型化设计,整个系统尺寸约240 mm×200 mm×130 mm,自由度高。将此自开发小型拉曼光谱仪应用于葡萄糖和膝关节软骨的拉曼光谱测试,获得了与大型商业拉曼光谱仪相媲美的结果,验证了该光谱仪具有高分辨率,高重复性和高灵敏度的优越性能,可灵活地应用于生物医学等多领域的研究。