基于可调谐光纤激光器的C2H2气体光声光谱检测

研制了基于可调谐掺Er光纤激光器的共振式光声光谱乙炔气体检测系统,结合波长调制和锁相放大器的二次谐波信号检测技术,有效地消除了光声池窗片和池壁吸收入射光而引起的背景噪声,通过对该系统的光学、声学和电子检测系统的优化,实现了低浓度乙炔气体的流动式检测.实验结果证明,当气体浓度较低时,二次谐波振幅与气体浓度成正比,其线性响应相关度达到0.999 53.在常温常压和3.5 mW平均光功率以及100 ms锁相积分时间条件下,乙炔气体的极限检测灵敏度达到了0.3 ppm(1 ppm=1μg·mL-1)(SNR=1时),系统用可调谐掺Er光纤激光器代替半导体激光器作光源,降低了成本,为发展低成本、实用、便携式微量气体光谱榆测仪器奠定了基础.若采用多光程光声池,或者采用EDFA提高激光功率,可大幅度提高信噪比,将极限检测灵敏度提高至ppb(1 ppb=1 ng·mL-1)量级.     

Sixth harmonic generation of 1064-nm laser in KBBF prism coupling devices under two kinds of gas conditions

The conversion efficiency on the sixth harmonic of 1064 nm in KBe2BO3F2 （KBBF） at different gas pressures in two kinds of gases, helium and nitrogen, is measured and compared. In the both gases, maximum conversion efficiency on the sixth harmonic of 1064 nm in high vacuum is nearly 10% of 355 nm, which is almost four times higher than that in low vacuum. The maximum average output power at 177.3 nm is 670 ttW with the repetition rate of 10 Hz and the duration of 20 ps in high vacuum. It indicates that the sixth harmonic generation in high vacuum is more preferable than that in low vacuum.     

SiH3+O(3P)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对SiH3+O(3P)反应进行了理论研究,在MP2/6-311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并在QCISD(T)/6-311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明,SiH3+O(3P)→IM1→TS3→IM2→TS8→HOSi+H2为主反应通道,其他可能存在的次要产物有HSiOH+H、H2SiO+H和HSiO+H2.HOSi、HSiO和HSiOH(cis)还可能进一步解离生成SiO.另外,计算结果对SiH4+O(3P)反应机理中存在的争议给出了可能的解释,认为Withnall等人在实验中观察到的产物HSiOH、H2SiO和SiO并不是SiH4+O(3P)反应的直接产物,而是来自副反应SiH3+O(3P).     

物联网云平台ZigBee无线通信网络节点设计

随着科学技术的发展,无线通信技术不断成为当今社会的通信方面的主流发展方向;对于一种可以集所有通讯方式的优点为一体,并且可以实现远距离网络通信传输的方式成为现在通讯技术行业的主要研究方向;而文章根据一种基于ZigBee协议的无线网络通信架构进行研究,设计出一种可以满足当今通信需求的硬件平台;其中应用到ZigBee协议中的短距离传输技术和将其与SPI接口连接完成的一种通信技术手段;最后将ZigBee单片机通过USB接口与计算机相连接完成通信无线传输工作;文章中提出了这种平台设计的软件设计方案和硬件设计方案,并且通过软硬件设计,分析出其所具备的优点和未来发展能力;通过对比试验,得出这种无线传播方式有更好的传播效率和节省能源的优势。     

激光诱导击穿光谱法定量分析水泥中的铜元素

为定量分析水泥中的铜(Cu)元素,根据激光诱导击穿光谱分析方法(Ll BS)的特点,建立了激光诱导击穿光谱分析系统。采用标准加入法为定标方法,制备了5个不同含铜量的水泥样品。根据LIBS谱图,以213.598 nm和219.958 nm作为分析线。应用Savitzky-Golary卷积平滑方法对光谱数据进行了预处理,比较了Guass、Lorentz和Voigt拟合方法对光谱曲线的拟合效果。对测量结果采用一元线性拟合建立了相应的定标曲线,213.598 nm和219.958 nm定标曲线的校正决定系数分别为0.994 8和0.986 4,平均相对误差分别为3.20%和5.78%。实验结果表明:213.598 nm作为分析线的准确度优于219.958 nm分析线,该方法能够满足水泥中Cu元素定量分析的要求。     

r-过程路径核β——衰变半衰期的估算

分析了20 < A < 190范围内丰中子核β衰变的实验数据,根据半衰期随质子数、中子数以及衰变能变化所呈现的壳效应和对效应等特点,提出了一种有效估算丰中子核β衰变寿命的公式。新的计算公式形式简单包含了较少的参数、计算量小。用该公式能较为准确地再现丰中子核的β衰变半衰期。用RIKEN最新测量丰中子核半衰期检验了该公式的外推能力,本工作可以为r-过程研究提供可靠的输入数据。Experimental data of the β--decay half-lives for the nuclei with atomic number between 20 and 190 are investigated. We have systematically studied the shell effects and pairing effects on β--decay half-lives versus the decay energy Q and nucleon numbers (Z, N). An empirical formula has been proposed to calculate the β--decay half-lives of neutron-rich nuclei. The empirical formula is simple and has relatively few parameters. Experimental β--decay half-lives of the neutron-rich nuclei are well reproduced by the new formula. In addition, the extrapolating capacity of this formula has been checked with the very recent experimental data from RIKEN. The predicted half-lives for r-process relevant nuclei with the current formula can be served as the reliable input of r-process model calculations.     

采用可见/近红外光谱检测大麦叶片过氧化氢酶与过氧化物酶含量的研究

采用可见/近红外光谱对丙酯草醚胁迫下大麦叶片过氧化氢酶(catalase, CAT)与过氧化物酶(peroxidase, POD)含量预测进行研究。对500～900 nm光谱采用移动平均法(moving average, MA)11点平滑方法进行预处理。采用蒙特卡罗-偏最小二乘法(monte carlo-partial least squares, MCPLS)方法分别对于CAT与POD的含量预测剔除7个与8个异常样本。基于全部光谱建立了CAT与POD含量预测的PLS,最小二乘支持向量机(least-squares support vector machine, LS-SVM)与极限学习机(extreme learning machine, ELM)模型,ELM模型对CAT含量预测效果最好,建模集相关系数(correlation coefficient of calibration, R_c)为0.916,预测集相关系数R_p为0.786;PLS模型对POD含量预测效果最佳,R_c为0.984,R_p为0.876。采用连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)算法分别为CAT与POD预测选择了8个与19个特征波长,基于特征波长建立的PLS,LS-SVM与ELM模型中,ELM模型对CAT与POD含量预测效果均最佳,CAT含量预测的相关系数为R_c=0.928,R_p=0.790;POD含量预测的相关系数R_c=0.965,R_p=0.941。基于全谱与基于特征波长的回归分析模型预测效果相当,且对POD含量的预测效果优于对CAT含量的预测效果,而这需要进一步研究以得到精度和稳定性更高的预测模型。研究结果表明,采用可见/近红外光谱结合化学计量学方法可以实现对除草剂胁迫下大麦叶片CAT与POD含量的预测。     

Effects of Carrier Gas on Carbon Incorporation in GaN

GaN epitaxial layers were grown on Si （111） substrates by metal organic chemical vapor deposition. Carbon concentrations in the films grown in different ambients were measured by secondary ion mass spectrometry. The results show that the carbon incorporation is strongly dependent on the H2 flow rate when the NH3 flow rate is small, but insensitive to the H2 flow rate when the NH3 flow rate is sufficient large. We conclude that H2 can inhibit the dissociation of NH3 and result in a less active N source; an insufficiently active N source causes more N vacancies, which enhances carbon incorporation.     

前端接触势垒高度对非晶硅和微晶硅异质结太阳电池的影响

运用AMPS-1D（Analysis of Microelectronic and Photonic Structures） 程序系统分析了前端接触（铟锡氧化物）的势垒分别对非晶硅和微晶硅太阳电池性能的影响,比较了两种影响的差异并分析了具体原因. 研究表明：与微晶硅相比,非晶硅受铟锡氧化物功函数Φ_ITO的影响更加显著. 随着Φ_ITO的增加非晶硅的各项物理性能（如太阳电池效率、填充因子等）得到明显改善,而微晶硅的各项参数虽然也随Φ_ITO增加而改变,但更容易趋于饱和. 模拟结果显示,在实际的太阳电池装备过程中可根据前端电极的性能来选择合适的p型硅材料. 关键词： 铟锡氧化物 非晶硅 微晶硅 计算机模拟