短脉冲激光加工硅膜的传热过程及烧蚀图形的二维计算

为研究短脉冲激光辐照硅膜表面后的能量传输过程,基于双温方程的计算方法以及自由电子气理论,建立了求解能量传输方程的二维有限元模型.针对红外以及可见光波段的激光,通过限制硅膜的大小,有效地控制了计算的精度,并得到电子温度与热流的时间以及空间分布.计算结果表明,激光诱导产生的等离子体密度极大地影响了硅膜表面的反射率及光吸收系数;通过分析电子热流密度随时间的变化曲线,得到硅膜内部能量的传输过程;在激光作用过程中,硅膜内部晶格温度始终保持在熔点以下,证明了等离子体密度是激光烧蚀硅膜的主导因素;预测了激光烧蚀的图形,并分析了不同波长的激光烧蚀图形与高斯曲线的关系.     

蛋白质结构和功能的紫外共振喇曼光谱研究

紫外共振喇曼光谱技术是研究复杂大分子结构的有力工具。结合作者在美国Pittsburgh University期间所做的工作，介绍了用紫外共振喇曼光谱研究肽和蛋白质结构与功能的现状和进展，N-methylacetamide和glycyglycine水溶液光化学异构过程的紫外共振喇曼光谱研究，简述了紫外共振喇曼光谱实验技术要点。本文还跟踪国际最新研究成果，介绍了利用紫外共振喇曼光谱技术研究蛋白质的折叠和去折叠过程。     

聚合物微型谐振环波分复用器

研制出用于现代光通信密集波分复用（DWDM）系统的微型谐振环波分复用器（MRRWM）。微环与信道波导采用垂直耦合的方式,利用耦合模理论对器件参数进行了优化设计,设计出模板,并研制出符合器件光学性能要求的聚合物材料。利用反应离子刻蚀技术完成了硅基板上单级和八级的器件制作,波分复用器的中心波长为1．55μm,输出波长间隔Δλ=1．6nm,中心微环半径R=131．95μm,相邻微环半径差ΔR=500．0nm,器件测试结果表明实现了微环谐振输出。     

Cr4+在MgCaBa-铝酸盐玻璃中的发射及光学增益

研究了四价铬离子掺杂的MgCaBa-铝酸盐玻璃在近红外区的发射光谱,既有源于¹E—³A₂跃迁,位于1.18μm处的窄带,又有源于³T₂—³A₂范围在1.1～1.4 μm内的宽带,利用ASE(Amplified Spontaneous Emission)方法研究了其增益特性,测量了在 632.8nm激发下不同激发长度下的发射光谱,得到其光学增益系数在1.18μm和1.24 μm处分别为B_E=(0.7±0.04)mm^-1和B_T=(0.05±0.005)mm^-1,并根据这种材料的光谱性质,对其作为近红外可调谐激光介质的可能作出评估。     

海胆状ZnO纳米线阵列的制备及其光学性能

采用一种低成本的有效方法制备出了有序排列的海胆状ZnO纳米线阵列。首先利用自组装的方法得到了单层的聚苯乙烯(PS)小球,以其为模板用水热法在小球表面生长ZnO纳米线,得到了由PS小球和ZnO纳米线构成的海胆状结构。纳米线的直径均一,长度可通过水热反应时间进行控制。利用这种方法制备的一维ZnO纳米结构在传感器、太阳能电池及光催化领域有潜在的应用价值。     

利用Gupta势研究ConCu13-n (n=1～12)混合团簇的基态结构和熔化行为

利用Gupta多体相互作用势结合遗传算法和分子动力学方法模拟研究了ConCu13-n(n==0～13)单质及混合团簇的基态结构和熔化行为,结果表明:ConCu13-n(n=1～12)混合团簇的基态结构均是在单质Co13、Cu13基态二十面体基础之上的畸变,Co原子先占据中心后占据表面,表面上的Co原子总连接在一起,抱团分布;分析二级差分能和混合能发现Co1Cu12、Co7C6具有相对高的稳定性,可视为幻数结构团簇;ConCu13-n(n=1～12)混合团簇的熔点均位于Co13、Cu12单质团簇的熔点之间,且随着Co原子数目的增多总体呈上升趋势,但在n=3时出现反常(熔点降低),这可归因于Co3Cu10的基态与第一激发态之间的能量差远小于Co2Cu11的相应值.     

高速飞行器红外罩热力失效机制

红外罩材料包括红外罩增透保护膜和基底材料,是高速导弹结构–功能一体化的关键部件,应用极为广泛.但是,红外罩材料通常工作于恶劣的外界环境下,处于复杂的热力混合作用状态,可能导致窗口失效,因此对红外罩材料热力响应和失效的研究具有重要的科学研究价值和工程实际意义.本文针对高速飞行器环境下红外罩材料的气动热力失效机制,从典型材料的特性及制备、气动热力响应机理及分析、红外罩材料的结构性和功能性失效等方面总结相关学者的研究成果,并对今后的发展趋势进行展望.     

酸功能化-温控型三元杂多酸离子液体的合成、表征及其酯催化性能

采用酸化-乙醚萃取法制备了不同钒取代数目的 Keggin结构的磷钨钒杂多酸,并进一步通过离子交换法合成了磺酸功能化的杂多酸离子液体催化剂,采用核磁、元素分析、红外、紫外、X射线衍射、热重-差示扫描、电位滴定等分析手段对所得样品进行了表征,考察了所得样品对氯乙酸和正戊醇的酯化反应性能和重复使用性能。结果表明,所制备的杂多酸离子液体是一种具有温度响应特性的无定型结构化合物,仍保留Keggin结构和较高的酸强度,该催化剂在反应温度下与反应物形成一相,而反应结束温度降低后,催化剂和产物又形成两相,通过简单的倾倒法就可以快速分离催化剂和反应产物。与杂多酸以及未磺酸化的杂多酸离子液体相比,磺酸功能化的杂多酸离子液体具有更高的酯催化活性。在优化的反应条件下,[PyPS]4PW11VO40(PyPS为1-(3-磺酸基)丙基吡啶)对氯乙酸的转化率可达到97.6%,重复使用4次后转化率为91.9%,而催化剂的结构未有明显变化。     

降低AWG插入损耗和串扰设计新方法

在AWG器件的设计中引入了抛物线型的楔形波导结构,根据过渡区理论优化了引入的抛物线型楔形结构的形状和尺寸.采用抛物线型楔形结构代替直线型楔形结构,AWG的插入损耗降低了2 dB左右.在优化参数时使输出/输入波导间距与阵列波导间距取不同的值,并使输出/输入波导间距适当增大,而阵列波导间距取较小值,这样使得串扰降至－30 dB以下且插入损耗保持在低水平.运用光束传播方法给出器件的输出光谱并证实了理论上预想的结果.     

高速飞行器红外罩热力失效机制

正红外罩材料包括红外罩增透保护膜和基底材料,是高速导弹结构-功能一体化的关键部件,应用极为广泛,但是,红外罩材料通常工作于恶劣的外界环境下,处于复杂的热力混合作用状态,可能导致窗口失效,因此对红外罩材料热力响应和失效的研究具有重要的科学研究价值和工程实际意义,本文主要针对高速飞行器环境下红外罩材料的气动热力失效机制研究进行综述,从典型材料的特性及制备、气动热力相应机理及分析、红外罩材料的结构性和功能性失效