基于TCM电路的抗温度漂移老化传感器设计

结合电路老化检测原理与温度补偿方法(Temperature Compensation Method, TCM), 提出了一种具有抗温度漂移特性的老化传感器电路方案. 该方案首先根据晶体管的温度补偿, 设计温度不敏感的TCM延迟单元; 然后结合被测组合电路的老化冗余时间, 利用TCM延迟单元级联方式实现参考老化延迟电路; 最后将老化延迟检测电路的输出和参考延迟电路的输出进行时序比较, 判断电路是否处于老化状态. 在SIMC 65nm CMOS工艺下仿真验证, 结果表明所设计的老化传感器功能正常, 在-40~120℃之间稳定性达到98％.     

基于分数阶微分的消除局部强反射的孔径测量方法

针对视觉测量硬盘圆孔直径易受到圆孔周围高反光面强反射的影响而导致测量精度不高的问题,提出了一种基于分数阶微分的图像去噪声的处理方法。通过分数阶微分算法对相机采集的带有强反射、高反光的硬盘圆孔孔径图像进行处理,消除圆孔周围强反射表面等不相关信息对圆孔边缘提取带来的影响,通过实验分别与Prewitt、Soble、Laplacian算子进行比较,证明分数阶微分可有效减少所要分析的图像信息量,更好地增强圆孔边缘轮廓信息,可达到更好的视觉效果。对分数阶微分算法处理后的圆孔图像进行Canny边缘检测,提取出有效的圆孔边缘,利用最小二乘法对孔径边缘进行直径测量。实验结果表明:该文算法与其他算法相比,在保证精确提取孔径边缘信息的基础上,对圆孔周围的强反射面进行了抑制,误差控制在0.05 mm左右,保证了测量精度。     

基于开关电容阵列ASIC芯片的多通道波形数字化系统设计

基于开关电容阵列（SCA）技术可以实现超高速的波形数字化。本研究是基于实验室设计完成的FEL_SCA芯片进行8通道2 Gsps的波形数字化模块的设计,电路的配置和读出控制功能集成在单个FPGA中完成,此外该模块还包含SDRAM缓存及USB接口。目前已在实验室环境下对其进行了直流电压测试、瞬态波形测试和带宽测试,测试结果表明,在FEL_SCA芯片的输入动态范围100 mV~1 V之间,本波形数字化模块的INL好于1%,通道的RMS噪声约为1.76 mV,带宽约为450 MHz,达到设计目标。Switched Capacitor Arrays (SCAs) can be employed to achieve high speed waveform digitization. In this paper, we designed an 8-channel 2 Gsps waveform digitization module using four SCA chips named FEL_SCA which was designed in our laboratory. In this module, we used a FPGA device for data readout and circuit configuration. Besides, a 128 Mb SDRAM and USB interface were integrated in this module. We have also conducted DC voltage tests, transient tests and bandwidth tests on this module. The results indicate that in the signal voltage range 100 mV~1 V, the INL is better than 1%, the RMS noise is about 1.76 mV and the -3 dB input bandwidth is 450 MHz.     

铝敏化荧光法测定甲磺酸加替沙星

研究了甲磺酸加替沙星的铝敏化荧光性质。实验发现,在pH6.00的邻苯二甲酸氢钾-NaOH缓冲体系中,溶液中的铝(Ⅲ)能与甲磺酸加替沙星反应生成稳定的络合物从而增强甲磺酸加替沙星的内源性荧光,使其荧光强度显著增强。据此建立了铝(Ⅲ)-甲磺酸加替沙星体系荧光增强法测定微量甲磺酸加替沙星的新方法。该体系在λex=365nm,λem=470nm时,甲磺酸加替沙星的浓度在1.28×10-8～3.15×10-6mol/L范围内与荧光强度呈良好的线性关系,方法检出限为8.6×10-9mol/L。相对标准偏差为1.3%(c=2.0×10-7mol/L,n=5)。此方法已成功用于药物制剂中甲磺酸加替沙星含量的测定。     

石墨烯-聚苯胺类超级电容器复合电极材料

聚苯胺理论比容量高、易合成,是一种理想的电极材料,但其循环寿命差,而石墨烯具有高的理论比表面积,将二者复合,充分利用两者之间的协同效应,能够使复合材料具有优异的电化学电容性能。本文回顾了近几年石墨烯-聚苯胺纳米复合材料在超级电容器中的最新研究结果及其制备方法,并对如何优化电极的结构与性能进行讨论,同时介绍了石墨烯-聚苯胺类电极材料在有机超级电容器中的应用进展,最后对石墨烯-聚苯胺复合材料的前景进行了展望。超级电容器用石墨烯-聚苯胺纳米复合材料的发展取决于其合理的微观结构设计,构建理想的三维多孔结构以避免聚苯胺的膨胀与收缩现象是研究的方向之一,此外,在改善石墨烯和聚苯胺间弱的界面相互作用的同时寻求石墨烯性能与功能化的平衡仍是难点,机械性能优异的聚苯胺纳米复合材料对于柔性全固态超级电容器的研究也会起到关键作用。     

F+H2O→HF+OH反应的高精度速率常数的计算研究

F+H₂O→HF+OH是四原子反应的典型代表,并在环境和天体化学中扮演着重要角色. 基于全维势能面,本文采用环-聚合分子动力学(RPMD)方法计算了该反应的速率常数. 该势能面可以重现高精度理论化学水平(FPA和HEAT)上得到的反应能垒和放热数据,它是目前该体系的最准确势能面. RPMD方法重现了之前半经典过渡态理论结合两维主方程得到的速率常数,二者都与实验结果高度吻合. RPMD方法可以高效可靠地考虑量子效应,如量子隧穿和零点能效应等. 另外,RPMD计算结果随珠子数量增加收敛较快,这些都与之前RPMD的诸多计算应用发现的结论一致.     

基于固体介质的倍频程连续光谱产生的研究进展

超快激光经过透明介质时由于非线性作用光谱会得到展宽,甚至能够产生超过一个倍频程的相干超连续光谱,这样的光源能够压缩得到几个甚至单个光周期的超短脉冲,并在现代超快科学的各个领域得到了广泛应用.实验中已经在气体、液体和固体中都观测到了光谱的展宽,目前较为成熟的方法是使用充满惰性气体的空芯光纤和具有高非线性效应的固体材料展宽光谱.但空芯光纤由于芯径限制无法用于高能量激光脉冲的光谱展宽,而固体材料又容易被高功率密度的脉冲激光损坏.随着激光技术的发展其脉冲能量不断提高,一种新的、利用多片薄固体介质实现光谱展宽的方式被提出.多片薄的非线性介质可以实现光谱展宽的逐片累积,而且避免了激光在介质中因自聚焦产生过高功率密度带来的损坏.目前使用这种方法已经在实验上得到了近毫焦尔量级的倍频程光谱,覆盖了近紫外到中红外的整个区域,并实现了脉冲压缩.本文简要回顾了超快激光在固体中光谱展宽的发展历程,概述了新型薄片固态介质产生超连续光谱的原理,对近年来使用此新方法的实验进行了简要分析,并对其发展前景进行了展望.     

基于瞬态光栅频率分辨光学开关装置的阿秒延时相位控制

操控多路激光脉冲之间的相对延时（相对相位）对于亚周期相干合成技术意义重大.当周期量级脉冲之间的相对延时接近数十飞秒时,常见的飞秒脉冲测量手段已无法满足脉冲之间相对相位的精确调控需求.本文基于瞬态光栅频率分辨光学开关装置,精确反演出脉冲之间的相对相位.此方案不仅有助于直接产生亚周期（亚飞秒）脉冲,还可应用于时间隐身学和二维相干光谱学等相关领域.     

核酸适配体为荧光探针对精氨酸的手性识别

精氨酸(Arginine,Arg),有D-精氨酸(D-Arg)和L-精氨酸(L-Arg)两种对映体。本文研究发现,羧基荧光素(FAM)标记的核酸适配体(FAM-Apt)具有很强的荧光,其荧光强度在pH为7.2的Tris-HCl缓冲液中被金纳米(AuNps)显著猝灭,在该猝灭体系中加入D/L-Arg后,荧光强度不同程度恢复。因此,基于FAM-AptAuNps荧光探针,建立了手性识别D/L-Arg的方法 .在最优实验条件下,FAM-Apt+AuNps体系检测D/L-Arg的线性范围分别是:0~300和0~400nmol·L~(-1)。检出限分别为8.7和1.9nmol·L~(-1)。     

Femtosecond laser user facility for application research on ultrafast science

The advent of chirped-pulse amplification(CPA) has greatly advanced the field of ultrafast and ultra-intense laser technology. CPA has become an indispensable platform for multidisciplinary research, such as physics, chemistry, life sciences, and precision metrology. The femtosecond laser facility at the Synergic Extreme Condition User Facility(SECUF)is a comprehensive experimental platform with an advanced femtosecond laser source for ultrafast scientific research. It will provide an ultrafast scientific research system having a few-cycle pulse duration, wide spectral range, high energy, and high repetition rate for multipurpose applications.