Tm3+掺杂锗镓酸盐玻璃的2 μm中红外光谱特性

用高温熔融法制备了Tm2O2掺杂浓度分别为1.526%,3.006%,5.836%,11.028%,15.678%(质量分数,以下同)的65GeO2-12Ga2O3-10BaO-8Li2O-5La2O3(摩尔比)玻璃.从其吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt理论,计算了Tm3+离子的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发态能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.在808 nm波长光的激发下,研究了不同Tm3+掺杂浓度玻璃在～1.47 μm与～1.8 μm的荧光特性,发现当Tm2O3掺杂浓度约达到～3.006%时,在1.8 μm处的荧光强度达最大;然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低.本文从Tm3+离子间的能量交叉弛豫效应与浓度猝灭效应解释了这一荧光强度变化的现象.同时,根据Mc-Cumber理论,计算了Tm3+离子能级3F4→3H6(1.8 μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,该荧光的受激发射截面峰值比氟锆铝酸盐玻璃大.由于该玻璃材料表现出较好的光谱性能,因此该材料可望成为～2.0 μm波段中红外光纤激光器的候选基质材料.     

多荧光光纤传感器及其在混合溶剂检测中的应用

微纳光纤与其他微纳结构的集成可以拓展荧光光纤传感器检测范围和集成度,是光纤传感领域的研究热点。目前,国际上关于荧光光纤传感器这一领域的研究还处于单一检测物荧光响应的阶段,对多检测物的多通道荧光响应仍存在很大挑战。本文结合微纳光纤的光波导性能以及有机荧光材料的光功能特性,制备了能够同时激发和收集多种荧光的微纳光纤,并将之应用于高性能荧光光纤传感器的制备。通过选用不同荧光波长的有机材料与凝胶掺杂,制备了多荧光发射的光纤涂层材料,可控构筑了多组分荧光检测剂掺杂凝胶涂层。利用荧光光谱结合色度图分析,确定检测物与色坐标的关系,实现了多检测物的多通道荧光响应,为实现多荧光光纤传感器的可控构筑提供了有益的借鉴和指导意义。     

CdMoO4∶W6+晶体电子结构的模拟计算研究

采用基于密度泛函理论的嵌入团簇离散变分方法,计算了CdMoO4∶W6+晶体的电子结构.计算结果显示,在CdMoO4∶W6+晶体的禁带内出现了W的5d施主能态,这说明CdMoO4晶体受激发后出现的峰值在550 nm(2.25ev)的发射带与晶体中的钨类施主离子有关,合理地解释了CdMoO4晶体在500～ 600 nm区间的发射带的起源.     

一种用于变压器局部放电在线监测的光纤声发射传感器实验研究

提出了一种光纤声发射传感器并构建传感系统实现变压器局部放电在线监测,利用传感光栅体积小,重量轻,灵敏度高和抗电磁干扰的特点,将传感器置于变压器内部实现局部放电声发射信号的测量。研究了传感光栅实现声发射应力波测量的机理,声发射信号引起传感光栅反射光谱发生漂移,导致特定频点处反射光强发生变化,通过反射光强的变化实现声发射信号的测量。构建声发射传感系统实验模型并提出了一种系统性能优化策略,使系统工作在传感光栅反射光谱上升或下降沿的半峰值频点处,从而保障传感系统具有良好的线性输出特性;研究传感系统工作点稳定技术,设计信号反馈回路自动跟踪反射光谱的漂移,保证系统稳定工作在传感光栅半峰值频点处,消除温度变化对传感系统测量精度的影响。将封装好的传感器用于变压器局部放电现场检测,结果表明,光纤光栅声发射传感器与压电传感器相比具有灵敏度高、动态范围宽等优点,可以实现变压器局部放电在线监测。     

钢筋混凝土动态粘结滑移声发射特性试验

为研究不同加载速率下钢筋混凝土粘结-滑移损伤破坏过程中的损伤特征,对钢筋混凝土粘结试件进行了0.01 mm/s～10 mm/s四种不同速度的拔出试验。采用实时动态的声发射监测技术对整个试验过程进行监测,对试验过程中的声发射信号进行声发射振幅-振铃计数特性及功率谱峰值频率特性分析。结果表明,随着滑移速率的增加,声发射振幅-振铃计数拟合曲线变缓,在0～50 k Hz和100～150 k Hz频率范围内的声发射事件比重分别减小和增加。损伤过程的声发射特性对钢筋混凝土粘结滑移损伤演化规律的研究具有重要的价值。     

基于光纤光栅的冲击激励声发射响应机理与定位方法研究

在对冲击激励声发射应力波在铝合金板上的传播机理进行分析的基础上,利用ABAQUS软件构建了钢球冲击铝合金板几何模型,仿真分析了冲击应力波传播过程.理论分析了冲击应力波与FBG传感器的作用机理,基于边缘滤波原理构建了声发射传感系统,采集冲击激励声发射应力波,建立了声发射区域定位模型,提出了基于扩散映射与支持向量机(SVM)的声发射区域定位方法并进行了实验验证.在300 mm×300 mm×2 mm的铝合金板上对36个测试区域进行了多次声发射区域定位实验,实验结果表明,扩散映射结合SVM的定位结果较优,区域定位精度为30 mm×30 mm,定位正确率为97.5%,耗时0.781 s.研究结果为声发射区域定位检测提供了一种有效方法.     

小型霍普金森杆多级电磁发射系统的优化

根据小型霍普金森杆(Mini-SHB)对发射效率高、体积小、噪声污染小的要求及动态性能测试对高应变率的要求,本文对磁阻式小型霍普金森杆电磁发射系统进行了优化。利用电磁发射原理、电磁仿真计算和控制变量方法,对影响子弹发射速度的五个因素:电容组电容量、电路初始电压、电磁线圈匝数、线圈用漆包线直径、子弹初始位置分别进行了仿真优化。根据仿真得到的各个最优参数研制的电磁发射系统获得了单级16.16m/s、二级21m/s的最高子弹出口速度,达到了微小型试件动态性能测试对高应变率的要求。     

111In-DOTA-mAb109单克隆抗体探针的制备及其分子显像的研究

以具有肿瘤靶向的新型单克隆抗体mAb109, 借助其表面的氨基偶联双功能螯合剂获得可用于放射标记的DOTA-mAb109, 制备了¹¹¹In-DOTA-mAb109分子探针. Radio-HPLC分析结果表明, 其标记率96%, 放化纯度大于98%. 体外稳定性实验结果表明¹¹¹In-DOTA-mAb109在NaAc、PBS缓冲溶液以及5%人血清白蛋白溶液中均具有很高的稳定性. 建立 PANC-1胰腺癌裸鼠模型, 通过Nano-SPECT设备观察其在模型动物体内的代谢情况: 在静脉注射18.5 MBq ¹¹¹In-DOTA-mAb109探针分别于24 h, 48 h, 72 h进行SPECT/CT的显像, 随着时间的延长, 其在肿瘤组织表现出代谢摄取的增高. 通过断层显像, 进一步分析, 可见从特点层面观察到肿瘤组织具有明显的放射性摄取. 上述研究结果表明, ¹¹¹In-DOTA-mAb109分子探针有望发展成为一种具有肿瘤靶向性的新型分子探针.     

光谱学方法结合化学计量学用于癌诊断研究

对近年来采用多种光谱学方法对癌诊断研究工作进行了简要综述。利用电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP-AES)法对人血清中微量元素含量进行了测定,将双向联想记忆神经网络(BAM)用于建立微量元素与肺癌、肝癌和胃癌之间的关系,建立了分类鉴定模型;利用近红外光谱技术非破坏无损检测的特性,采用化学计量学方法对子宫内膜癌组织的近红外光谱(NIRS)进行特征变量提取,用模糊规则专家系统建立诊断模型,取得了满意的结果;建立了一种基于粒子群优化(PSO)方法对近红外光谱变量进行选择,然后采用支持向量机(SVM)建立诊断模型;太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是近年来受到重视的一种非破坏无损检测方法,由于其辐射能量低,因此对于生物样品检测具有很好的发展前景。采用THz-TDS技术对子宫颈癌组织进行测试,对这些癌组织的THz光谱采用导数光谱、正交信号校正(OSC)等光谱预处理方法减少干扰成分和变量选择后,分别采用模糊规则专家系统(FuRES)、模糊优化联想记忆网络(FOAM)、支持向量机(SVM)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等方法建立分类模型,均取得了较满意的结果。这些研究结果为研究癌的发生和发展提供了有用的信息,为癌的早期诊断提供了新的方法。     

从二维到三维的场致电子发射:电动力学与量子力学相结合的一个例子

讨论电场使电子从纳米厚度的金属片经过量子隧穿进入真空的过程.忽略金属片的厚度,通过共形变换,使得真空电势和电子波函数满足简单的边界条件,从而得到严格的电势分布和近似的电子波函数解,给出发射电流密度空间分布的表达式.