光学系统纵向色差的仿真及验证

现有的焦距检测方法通常由于检测仪器光源波长与光学系统不完全匹配从而产生纵向色差影响检测结果。针对这一问题,研究光学系统纵向色差的变化规律,并确定在400 nm～1 000 nm波段用于表示其函数关系的Conrady公式和复消色差特性公式。根据光学系统近焦位置的离焦量与位置呈线性关系的特性, 提出使用菲索干涉仪测量5种不同波长的焦距位置,获得单透镜和双胶合镜头的纵向色差曲线。实验结果表明: 在400 nm～1 000 nm波段单色系统和消色差系统的纵向色差的函数关系分别符合Conrady公式和复消色差特性公式,研究结果为焦距的理论计算和精确检测提供了新的思路和参考。     

盐碱法提取酵母核酸的工艺研究

对盐碱法提取酵母核酸进行了研究。结果表明,最佳提取条件为提取温度85℃,提取pH为7.5,NaCl的含量为6.5%,提取时间180 min,对酵母核酸的平均提取率达到5.70%。     

GaAs基通孔刻蚀的崩边形成机理研究

在砷化镓(GaAs)集成无源器件(Integrated Passive Device, IPD)的制作工艺中,通孔刻蚀是一道重要环节。蚀刻孔边缘的GaAs会被蚀刻,由此引发崩边并对器件性能及可靠性造成不利影响。本文中,用于通孔蚀刻的GaAs厚度不小于200 μm,通孔边缘没有被蚀刻的痕迹,以实现金属导线的平滑连接。采用光阻和金属来充当掩膜,有效解决了单一光阻因厚度过高而变形或者厚度薄导致GaAs衬底被蚀刻的问题。通过优化工艺,在光阻厚度为32 μm、金属掩膜厚度为0.5 μm、金属蚀刻时间为60 s以及感应耦合等离子体(Inductively Couple Plasma, ICP)蚀刻4000 s的条件下,得到了孔深为200 μm且通孔边缘平整的形貌。分析了 GaAs 崩边形成的主要原因与机理,并通过优化工艺解决了200 μm通孔的崩边问题,从而提高了器件性能及可靠性。     

氨基酸植物组织传感器的研究

选择苹果及仙人球的组织切片作生物催化材料,同氨气敏电极组合,研制了2种对L-谷氨酰胺及L-天冬酰胺选择响应的新型的组织传感器。研究和讨论了传感器的最佳工作条件。用该组织传感器测定了L-天冬酰胺脱氨酶和L-谷氨酰胺脱氨酶的动力学参数K_m和V_m。     

傅里叶变换红外光谱体表无创探测乳腺肿瘤

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪联合衰减全反射(ATR)探头的中红外光导纤维对46名健康志愿者及113名乳腺肿物患者的体表皮肤进行无创红外光谱测定, 并从分子水平比较、分析了正常乳腺和有肿物乳腺体表皮肤的红外光谱特征. 结果表明, 健康志愿者乳房皮肤8个FTIR光谱测定部位的图谱趋于一致; 正常乳腺体表与有肿瘤乳腺体表的吸收峰差异明显, 而1080 cm^-1处核酸相关吸收峰的变化对鉴别肿瘤的良、 恶性有重要意义.     

三维花状Ni(OH)2包裹TiO2微米球用于光催化产氢

TiO_2具有合适的能带位置以及成本低、无毒、稳定性高等优点,但由于大的激子结合能(130 meV)以及电子-空穴复合严重,其光催化性能和效率较低.目前,负载助催化剂是一种比较有效的提高TiO_2光催化效率的方法.助催化剂可通过抑制电子与空穴的复合、降低激子结合能、提高界面电子传输速率来提高光催化性能.寻求新型、廉价、高效产氢的助催化剂是当前光催化研究的热点.近年来, Ni(OH)_2由于具有多变的形貌以及一定的光催化性能而被人们关注.并且Ni(OH)_2本身就是p型光催化剂,可与主体材料复合形成p-n异质结材料,其中由异质结形成的内建电场可起到促进电子与空穴分离的作用.基于此,本文采用简单的合成方法制备出新颖的三维花状Ni(OH)_2包裹TiO_2纳米结构微球,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等表征手段确定了目标产物被成功合成,并采用光催化产氢为探针反应研究了其光催化性能.结果表明, Ni(OH)_2包裹TiO_2纳米材料的产氢速率比纯TiO_2纳米材料提高了5倍.通过紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)与一系列对比实验发现, Ni(OH)_2拓宽了TiO_2的吸收光谱范围,催化活性的提高确实来源于引入的Ni(OH)_2.氮气吸脱附等温线和孔径分布分析表明, Ni(OH)_2壳的引入增大了催化剂的比表面积并且带来介孔,证实三维花状的纳米片界面为光催化产氢提供了更多的活性位点.电化学表征结果进一步证明,这种独特的p-n异质结促进了电子与空穴的分离和转移.基于元素分析和产氢活性结果,我们提出了可能的反应机理.     

氧化锡纳米晶的合成与生长

采用水热法制备了氧化锡纳米晶,通过X射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)对氧化锡纳米晶样品的晶体结构、晶粒形貌进行了表征,并研究了氧化锡纳米晶生长和位错的产生机制.结果表明:在退火温度低于500 ℃时,晶粒生长依靠着周围的非晶成分而长大,纳米晶内部无晶格缺陷;退火温度高于500 ℃时,晶粒通过相互粘结的方式而长大.晶粒之间的不完全取向粘结导致了缺陷与位错的产生.     

基于拉曼散射光动态校准的分布式光纤温度传感系统

分布式光纤温度传感(distributed temperature sensor, DTS)系统进行温度测量时,参考光斯托克斯光强度随着温度的升高而增大,使信号光反斯托克斯光与参考光斯托克斯光强度的比值减小,测量温度小于真实温度,降低系统的测温准确度.本文提出并实验验证了一种新的动态校准法修正斯托克斯光信号,可有效减小斯托克斯光导致的测温误差,提高系统的测温准确度.该方法根据参考光纤中的实时斯托克斯光强分布,模拟出对应的整条光纤在参考温度环境中的斯托克斯光强度曲线,实现斯托克斯光的温度响应修正.实验结果表明,与传统温度解调方法相比,分布式光纤温度传感系统进行斯托克斯光动态校准后测温准确度最高提升4.3℃.与瑞利噪声抑制法联用后,测温准确度提高8.9℃.本研究为DTS系统进行高温环境温度监测提供了一种新的解决方案.     

高性能嵌入式UART IP核的设计

利用有限状态自动机理论[1]进行了可嵌入式UART的设计.支持AMBA 2.0 APB总线接口.采用了改进的异步FIFO,在提高传输速率的同时能够更加准确的判断出FIFO的空满状态.提出了一种新的小数分频的处理方法,操作简单,便于实现.设计通过了FPGA的仿真验证.嵌入到单板系统中,在UART时钟为12.5 M的情况下,实现了与ARM PSK系统中的UART以230 k以内的任意波特率的数据传输.试验结果证明了本设计的可行性.     

基于流密码算法构造跳频序列簇

跳频序列的性能对跳频通信系统性能有着决定性的影响.本文基于密码学的流密码加密机制,提出构造一种跳频序列簇的方法.文中以蓝牙技术采用的E0流加密算法为例,对输出的二进制加密流进行多位组合构成跳频序列的频隙号.并在此基础上对产生的跳频序列从安全性,均匀性,线性复杂度,汉明相关性等各个方面进行了全面的理论分析和计算机仿真,证明基于流密码算法产生的跳频序列族有着优秀的性能,完全满足跳频序列簇的要求.