Digitalized Mirror Array and Its Application in Large Telescope： Principle and Case Studies

In this article, we report the principle and conceptual design of a fundamentally different technology in fabricating high precision aberration free optical devices. The tip-tilt of facet in a mirror array is produced by digitally controlled line-tilts of rows and columns. It has not only provided a cost-effective designing methodology in optical physics but also led to a much finer precision of 1 mili arc sec or less. As examples of the application of the proposed digitalised optics, two case studies have been given： a 10 m Schmidt telescope （off-axis） and an 8 m Cassegrain telescope （on-axis）.     

Anomalous Pressure Behavior of N-Cluster Emissions in GaAs0.973Sb0.022N0.005

Photoluminescence of GaAs0.973Sb0.022N0.005 is investigated at different temperatures and pressures. Both the alloy band edge and the N-related emissions, which show different temperature and pressure dependences, are observed. The pressure coefficients obtained in the pressure range 0-1.4GPa for the band edge and N-related emissions are 67 and 45meV/GPa, respectively. The N-related emissions shift to a higher energy in the lower pressure range and then begin to redshift at about 8.5GPa. This redshift is possibly caused by the increase of the X-valley component in the N-related states with increasing pressure.     

Eu掺杂SiO2纳米基质的发光特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了Eu掺杂的SiO₂干凝胶,分别用光致发光(PL)光谱、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外吸收(IR)谱等分析手段对样品进行了表征,研究了SiO₂的基质中Eu³⁺、Eu²⁺的发光特性以及退火温度对发射光谱的影响,并对其发光机理进行了分析。结果表明,样品掺杂均匀,颗粒尺寸大约在50~80 nm,硼(B)离子进入SiO₂网格,成为了基质的一部分,改变了基质的网络结构。当采用258 nm激发样品时,随着退火温度的升高,红光发射强度先增强后减弱。对于经800 ℃退火处理的样品红光发射最强,出现了576 nm(⁵D₀ →⁷F₀),620 nm(⁵D₀ →⁷F₂),658 nm(⁵D₀ →⁷F₃)3条谱线,其中主峰位于 620 nm红光发射,对应于Eu³⁺离子的⁵D₀ →⁷F₂超灵敏跃迁,进一步说明B离子参与到基质中,形成了Si—O—B键,导致Eu³⁺离子所处配位环境的对称性降低,从而有利于Eu³⁺离子的特征发射;当采用271 nm激发样品时,随着退火温度的升高,蓝光发射强度先增强后减弱,经850 ℃退火的样品400~500 nm蓝光发射最强,归属于Eu²⁺的5d→4f的跃迁发射,证明在铝离子(Al³⁺)存在的情形下,在高温退火过程中Al³⁺部分取代Si⁴⁺形成AlO^-₄基团,掺杂Eu³⁺填补AlO^-₄基团附近的空位,增加了Eu³⁺周围的AlO^-₄四面体中氧原子的电子给予能力,使得Eu³⁺还原成Eu²⁺,从而得到了较强的蓝光发射。但是,当退火温度达到900 ℃时,由于稀土离子发生位置的迁移形成团簇红光和蓝光都明显地降低。     

基于木材化学组分的银杏系统进化问题研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了银杏、苏铁、毛白杨等22个针阔树种木材的红外光谱,分析了指纹区内吸收峰数目差异以及纤维素、木质素两种物质的特征吸收峰位置和相对强度的变化规律,进而探讨了银杏的系统进化问题。结果表明：银杏的红外光谱与苏铁差异较大,与松杉类等针叶树种比较相似,说明银杏在木材的化学组成上较苏铁更为进化,与松杉类等针叶树有较近的亲缘关系;银杏木材木质素的含量较一般针叶树高,这可能是一种遗留下来的古老性状;银杏木材中含有较多的紫丁香基木质素,表明银杏有向阔叶树进化的趋势。     

富钙镁离子溶液以碳酸盐沉淀固定CO2的试验研究

提出了利用富钙镁离子溶液（海水淡化产生的浓海水、地下卤水、高硬度工业废水等）以碳酸盐沉淀形式实现CO₂固定的思路,以2倍浓度的海水为例进行分析,表明富钙镁离子溶液具有可观的固碳潜力。考察了氨水-氯化铵溶液、氨水-碳酸氢铵溶液和有机胺（MEA、MDEA）作为添加剂提高溶液pH值的方式对碳酸盐沉淀形成能力的影响。结果表明这三种添加剂均可在一定程度上提高溶液pH值,促进富钙镁离子溶液中难溶碳酸盐沉淀形成。     

无富集进样原子荧光光谱法测定地表水中的痕量汞

通过增大样品进样量的方式,样品进样量是标准进样量的10-100倍,降低了汞的检出限,从而达到了无富集直接进样测定地表水中痕量汞.其检出限为0.008μg/L;浓度为0.05μg/L和0.10μg/L左右的有证标准物质测定均值分别为0.0483μg/L和0.1016μg/L,加标回收率为92.3％和95.2％.灵敏度高,精密度好,能达到准确定量Ⅰ类和Ⅱ类地表水汞(0.05μg/L以下)的要求.对汉江湖北段水样进行测定,在较洁净的地表水分析中,氧化还原处理后与酸化水样测定结果差异不大,处理后水样结果略微增大.建议对较洁净的地表水样品将氧化还原预处理步骤省略掉,直接进样.     

普洱茶及其原料多糖分子组成及光谱学特性研究

研究了普洱茶发酵过程中多糖分子组成及光谱学特性的变化规律。结果显示,普洱茶及其原料多糖主要组分TPS1和TPS2的分子组成及光谱学特性差异显著。TPS2含有较高糖醛酸,而TPS1含有较高的中性糖和蛋白质。TPS1和TPS2均由半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Arb)、甘露糖(Man)、葡萄糖(Glu)、木糖(Xyl)、鼠李糖(Rha)六种单糖组成,其分子摩尔比分别为23.6∶5.9∶24.2∶1.1∶1.8∶3.2和26.9∶3.2∶19.3∶5.5∶1.3∶2.7。TPS2和TPS1的重均分子量分别为1.68×104和1.21×104道尔顿。TPS1和TPS2水溶液在200～400 nm之间无特征吸收峰。红外光谱图显示,TPS1和TPS2的信息基本相同,都是含有吡喃环的多糖。在三维AFM图中,TPS1形成的聚集体高度约为4 nm, 长宽约为0.2～0.4 μm,TPS2形成的聚集体高度约为40 nm,长宽约为0.5～0.8 μm。SEM图片显示,TPS1呈表面光滑的鳞片状聚集体,TPS2呈表面粗糙的片状聚集体。引起普洱茶及其原料多糖分子组成及光谱学性质发生变化的动力主要为微生物作用和湿热作用。     

基于代数滑移模型的光催化反应器内催化剂颗粒分布特性研究

针对光催化制氢反应器内液固两相流的特点,运用代数滑移模型,对反应器内的催化剂颗粒-水两相流动进行了数值模拟。采用分块的结构化网格,并运用多重网格方法进行求解。通过与前人实验中压力梯度结果的比较,对模型进行了验证,并最终得到了反应器内催化剂颗粒的典型分布及相应的类型图。     

六种蜂花粉的红外光谱三级鉴别研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合二阶导数谱和热扰动下的二维相关红外光谱技术对6种不同花粉,即杏花花粉、油菜花粉、茶花花粉、西瓜花粉、荷花花粉和虞美人花粉,进行了快速无损的鉴别。结果表明,在一维红外光谱图上,不同花粉的蛋白质、脂肪和糖类物质的特征吸收峰在相对峰强和峰位上均存在一定的差异,在二阶导数谱上差异很明显。而在二维红外谱图上,由于6种花粉的自动峰及相关峰峰簇的位置和数量不同,其差别体现得更为明显和直观。因此,三级红外宏观指纹图谱法是鉴别不同蜂花粉种类的一种有效和快速检测方法。     

Theoretical Study on a Cluster-Seven-Core Photonic Crystal Fiber with High Nonlinearity and High-Power Endurance

We present a novel cluster-seven-core photonic crystal fiber which possesses high nonlinearity and supports the high-power pumping. Its nonlinearity coefficient and effective mode area are calculated by the full vector multipole method. Compared with the single core PCF, the cluster-seven-core photonic crystal fiber can support high-power beam transmitting in the core, and simultaneously has high nonlinearity. This kind of photonic crystal fiber can be applied to the photoelectron-device field.