持续推进人才培养基地建设实现化学创新人才高质量培养

吉林大学化学学科自建立伊始,以创新型化学及相关交叉学科人才为根本目标,历经1993年开始的国家理科基础科学研究和教学人才培养基地建设、2009年开始的“基础学科拔尖学生培养试验计划”实施、2020年的“基础学科拔尖学生培养计划2.0基地”建设与基础学科招生改革试点(强基计划)的实施,通过近30年化学基地的持续建设,形成了具有吉大特色的以“厚基础、强能力、会创新”的化学创新人才培养模式。围绕基地持续建设过程中如何针对学科发展以及学生知识结构的变化,不断推进拔尖班、强基班的教学管理模式与课程体系建设,打造高水平师资队伍、加大优质课程建设、探索国家化培养模式等进行介绍。     

基于概率密度演化的输电塔-线体系抗风可靠性分析

以三线两塔直线段输电塔-线体系为工程对象,应用有限元数值模拟,建立了基于概率密度演化的输电塔-线体系抗风可靠性分析方法。首先,应用谱表示-降维方法模拟结构脉动风场,生成风荷载的代表性样本集合。然后,结合概率密度演化理论,分析了输电塔-线体系考虑气弹效应的随机动力反应。最后,应用等价极值思想构建了风荷载作用下输电塔-线体系失效准则,进而对输电塔-线体系的抗风可靠性进行精细化分析。本文结合谱表示-降维方法与概率密度演化理论,实现了仅用较少数量的代表性样本来精细地分析结构的抗风可靠性,为工程实践提供参考。     

反射式红外传感器在智能型节水系统中的应用

利用反射式红外传感器和少量的电子器件(单稳态触发器),研制了智能型节水控制系统。该系统能够识别是否有人入厕,酌情产生冲洗信号, 躯动进水电磁阀开启,向浮球式水箱内注水,待注满足以冲刷干净所需的两水箱水后,便自动地切断电磁阀中电源,达到了既卫生又节约的目的。在某一教学楼应用该系统一年多来,与无使用此系统的同规模另一教学楼相比,节水约70％。该系统元件少、成本低、结构合理、工作可靠、安装容易、维修方便,有广阔的应用前景。     

天空背景下飞行器结构特征提取的新方法

针对天空背景下低信噪比的飞行器,提出了一种基于SUSAN算法、灰色系统理论和数学形态学相结合的飞行器结构特征提取的新方法。在Visual C++6.0平台下,首先利用SUSAN算法从背景中提取飞行器的结构边缘信息,并与原图像相加实现目标增强;然后用灰色系统理论检测出飞行器的结构特征边缘;最后利用条件膨胀和重构算法,实现云层的抑制,并重构出飞行器目标。实验结果表明:该方法对于实现飞行器的跟踪、结构特征提取以及事后判读有重要的意义,同时验证了该方法的可行性。     

光学仪器照明CAD软件设计

设计了一套照明CAD软件用于实现对光学仪器中照明光路照度分布模拟.对该照明CAD系统的光线追迹与光照度计算方法进行了理论探讨,其中在光照度计算方法中引入了线性同余组合发生器,大大提高了模拟的真实性.运用该软件对实际照明光路进行了分析,分析结果表明该软件获得了需要的照度分布模拟图,能较好地满足用户要求.     

共焦显微镜扫描工作台的系统建模与动态分析

共焦显微镜扫描工作台动态模型是研究控制系统的重要依据,它直接影响工作台的重复定位精度.提出了将机械部分和电气部分分开建模的方法,建立了系统数学模型,该方法具有较好的可移植性,建模过程简单,有利于分析系统各环节对系统控制性能的影响.在MATLAB/Simulink下进行仿真,2 s内系统达到了稳定状态,证明了系统具有很好的动态特性,满足控制的要求.     

用于显示的透射型法布里-珀罗光调制器

提出了一种用于显示的,基于透射型法布里-珀罗干涉的微机电系统(MEMS)光学调制器。基于多光束干涉原理分析了调制器的光学特性,推导出了调制器结构的特征参量。分析表明,当调制器的腔长为cλ/4时,透射光可以实现暗态显示;当调制器的腔长取为零或cλ/2时,透射光可以实现亮态显示。通过控制法布里-珀罗腔长,就可实现调制器的明暗调制。理论上证明了该调制器用于显示的可行性。设计了一种基于微机电系统的透射型法布里-珀罗光学调制器结构,该调制器的理论衬比度达到150。仿真结果表明,该调制器具有2.4 V的低电压静电驱动性能。     

转换屏发光光谱对闪光照相成像质量影响研究

转换屏的X射线激发发光光谱与透镜系统的匹配偏差会对闪光照相光电接收系统的成像质量造成影响.提出了一种一维线阵全分辨的模拟计算方法,对在理想光源照射下系统成像视觉全分辨能力进行了模拟计算.用白光光源加滤波片照明分辨率板的实验方法,对不同光源照射下系统的成像质量进行了评估.分析表明,转换屏发光宽光谱及其中心波长与透镜系统不匹配均对成像分辨率造成一定影响,而对图像对比度造成较大影响.只有在透镜系统针对的消像差波段540～550 nm附近窄带发光的转换屏,其成像质量才能基本不受匹配影响,近似于模拟计算的结果.     

用于神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统的研制

在神光Ⅲ原型棒状放大器能源系统中,采用LC串联谐振变换器构成的软开关式恒流充电单元设计了高精度充电机.同时,基于RLC串联谐振电路的临界阻尼特性,设计了脉冲成形单元.分析了氙灯非线性解决办法及内触发点灯方式的可靠性,得出了脉冲氙灯线形等价和触发脉宽影响点灯可靠性的结论.采取计算机远程集中控制的控制策略,使得该系统控制安全高效.设计的20套能源模块完全符合用户要求,说明该方案具有可行性.     

先进的微生物芯片检测系统及其应用

发展了一种先进的微生物芯片检测方法,并研制用于芯片检测的新型数字化成像扫描检测系统。采用激光诱导荧光的检测原理设计一种新颖的CCD数字化成像扫描检测系统结构,荧光信号采集端的数值孔径NA=0．72,工作距离3．22 mm,系统检测灵敏度小于每平方微米1个荧光分子。以微生物大肠杆菌和黄单胞菌检测为例,设计基因芯片,并应用所研制的芯片检测系统实现了微生物的正确鉴定,提供了一种高效的食品安全检测整体解决方法。实验结果表明两种微生物的芯片检测实验结果稳定可靠,与国外共焦扫描仪检测的结果完全一致。