真假百元人民币的拉曼光谱研究

采用拉曼光谱作为分析手段,以近红外激光785 nm波长激发,获得了真、假一百元人民币在固定人像水印、全息开窗安伞线、隐形面额数字和光变油墨数字等处的谱图.发现真币与假币的谱图有明显差别,而且不同来源的假币的拉曼光谱也存在着可分辨的差异.研究表明,利用拉曼光谱的分子指纹和微区分析能力,不仅对伪造、变造人民币的识别有重要价值,而且可以分辨不同来源的假币.     

江西信丰恐龙蛋化石碎片的显微喇曼光谱研究

本文分别采取两种激光波长激发(514.5nm和785nm),首次利用激光显微喇曼光谱对江西信丰的恐龙蛋化石碎片进行了研究。我们发现恐龙蛋化石的主要矿物成分是方解石。其次,某些样品中还含有少量的石英、α-石英和赤铁矿,其中石英晶体仅分布于蛋壳内表面。显微镜下观察到蛋壳内表面呈黑色的原生方解石以及银白色的次生方解石颗粒,另外,还观测到石英晶体颗粒。近红外激光激发下的喇曼光谱中出现了一些有机物的谱峰,它们分别位于1200cm-1、1300cm-1,和1500cm-1附近。该研究结果为揭示恐龙蛋石化过程中经历的地质环境提供了重要的依据。     

双磁透镜与单磁透镜分幅变像管空间分辨特性的比较

基于时间展宽技术,设计研制了大面积阴极分幅变像管。借助Matlab编程分别对单磁透镜和双磁透镜像管在离轴空间分辨率和像场畸变等方面特征作了数值模拟,并采用阴极微带光刻分辨率板进行测试验证。实验测试显示,在缩小一倍成像下,双透镜像管在离轴9 mm以内的空间分辨率优于5 lp/mm。相比单透镜像管,双透镜像管具有更高的空间分辨率,更大的有效成像范围以及更小的成像畸变。因而,采用双透镜成像能够有效地提高像管的空间分辨能力,可为分幅相机性能的进一步提升提供新的思路。     

PolyA,PolyU及双链复合物PolyA·PolyU的拉曼光谱研究

测试了PolyA,PolyU及其双链复合物Po1yA·PolyU的拉曼光谱,研究了双链形成前后的光谱变化.结果显示:(1)15℃下,在pH 7.0的0.14 mol.L-1 NaCl,1 mmol·L-1 Tris水溶液中,PolyU, PolyA,PolyA·PolyU分别以无规卷曲、A型单螺旋和A型双螺旋结构存在.后两种结构区别于前者的主 要光谱标志之一是有序结构在814 cm-1附近出现的拉曼峰.另一光谱标志则是1 100cm-1附近的谱峰半高宽的大小.PolyA,PolyA·PolyU在该处有着相同的半高宽,而PolyU在该处的谱峰则有明显的展宽.此外,还发现PolyA的有序程度不及PolyA·PolyU,这可以从(813±2)cm-1与1 100 cm-1的峰强比推知;(2)PolyU,PolyA形成双螺旋复合物之后,多聚核苷酸碱基-碱基堆积力大为增强,主链构象变得更为有序化,从而产生了明显的拉曼减色效应并伴随着相关谱带的频移.在这个过程中,PolyU链比PolyA链所产生的光谱变化更为显著.该研究表明,从这类实验结果中提取特征光谱标志有望实现基因芯片的拉曼光谱检测.     

三通道门控分幅相机及其触发晃动测量

研制了三通道微通道板(MCP)门控X射线分幅相机,其MCP微带阴极宽度为8 mm,相邻两阴极间隔为2.8mm,由幅值为-1.9kV和宽度为210ps的门控脉冲进行驱动。采用光纤传光束法测量了相机的触发晃动。实验结果表明,相机的触发晃动约为94ps,与高速示波器测得的90ps基本一致。此外,测得相机的时间分辨率约为100ps。     

高质量三维光子晶体的实验制备及理论分析

对压强控制自组装法进行了改进,采用了密封硅胶颗粒的强吸水装置,为光子晶体样品的制备提供了一个稳定的温度、湿度和压强环境.将温度、压强分别控制在35 ℃、45 mmHg,利用直径为260 nm的聚苯乙烯胶体球进行了高质量三维光子晶体样品的制备.从理论计算和实验测量等方面对制备的光子晶体样品的结构、质量和性能进行了对比分析,结果表明,利用该实验装置进行光子晶体样品的制备时,可重复性高;制备的光子晶体样品具有较为完美有序的密堆结构,质量较好;在光子晶体样品的Г L方向有深且窄的光子带隙和陡峭的带隙边沿.光子带隙深度为83%,宽度为0.073,带隙边沿陡峭度为8%/nm,这为超快全光开关等先进的光学设备的研究奠定了基础.     

基于微通道板选通的飞行时间测量技术

研究了基于微通道板(MCP)选通技术的电子飞行时间(TOF)测量系统。调节MCP选通脉冲延时,使得电子和选通脉冲同时到达MCP,从而产生动态图像。利用高速示波器获得电子在50cm漂移区的TOF。当阴极电压为-3.5kV时,测得电子从阴极到MCP的TOF约为15ns。改变阴极电压,获得了TOF与电子能量之间的关系。结果表明,随着电子能量的增大,TOF不断减小。该TOF测量系统的时间分辨率为88ps。     

高质量三维光子晶体的制备及其透射谱研究

设计了简易的压强可控自组装实验装置,制备了由直径为260 nm的聚苯乙烯(PS)胶体球组成的面心立方光子晶体.分析了压强的变化对光子禁带(PBG)深度及光子带隙边缘(PBE)坡度的影响,确定了合适的压强生长环境(P=5999.5 Pa).利用该实验装置,还进行了光子晶体的小批量制备,一次性制得了三块光子晶体,并从不同角度对每一块光子晶体的透射谱及不同光子晶体的透射谱进行了测量.同一光子晶体不同位置透射谱的重合、同一批次制备的不同光子晶体透射谱的一致性及光子禁带两侧的Fabry-Pérot振荡等均说明:该装置制备的光子晶体在大区域、大面积上是高度有序、均一和平整的;利用该实验装置进行光子晶体的小批量制备是可行的.     

Raman spectroscopic study of G--A mismatches

G-A mismatches are non-canonical base pairs that widely occur in native nucleic acids. They have been found to be functionally important in adopting unusual structures. In this paper, G-A mispairing was studied by Raman spectral characterization of Polyadenylic acid （PolyA）, Polyguanylic acid （PolyG） and their equimolar mixture in solution of 0.08 mol/L Na^＋, pH7.0. The experiment showed the following three results. （1） At the experimental conditions used in the present work, PolyA and G A complexes existed as single-stranded and double-stranded helix of A form, respectively. And PolyG mainly occurred to be anti-parallel quadruplex conformers. （2） The formation of G A complexes, on one hand strengthened parts of base stacking interactions especially for PolyG, leading to Raman hypochromism effect with some corresponding bands shifting, and on the other hand weakened other base stacking interactions especially for PolyA to a certain degree. During this process, the backbone of PolyG underwent a significant change, but PolyA still conserved its main chain conformation. （3） The formation of G A complexes was stabilized by two interbase hydrogen- bond interactions （i.e. N6H2（A）-N3 （G） and N7 （A）--N2H2（G）） and a third hydrogen bond between O2^＋ （G） and N6 （A）. The third hydrogen bond was responsible for the remarkable changes of PolyG backbone conformation.[第一段]     

电子束时间展宽皮秒分幅相机

研制了基于电子束时间展宽技术和微通道板（microchannel plate,MCP）选通技术的时间展宽分幅相机。相机有三条厚度80 nm、宽度8 mm的微带阴极,阴极上加载斜率为2.1 V/ps的高压斜坡脉冲,使得先发射的电子较后面的电子速度快,经过50 cm的漂移区后,电子束产生时间展宽,从而提高相机时间分辨率。阴极和MCP均加载了脉冲电压,因此,需要精确同步光脉冲、阴极脉冲和MCP选通脉冲,分析了完整的同步过程。当阴极仅加直流电压,无电子束时间展宽时,获得相机的时间分辨率为78 ps。当阴极加载高压斜坡脉冲时,电子束时间展宽技术将系统的时间分辨率提高至12 ps。改变延时,将光脉冲分别同步在斜坡脉冲不同位置,获得了时间分辨率与同步位置的关系。