High-Average-Power Nanosecond Quasi-Phase-Matched Single-Pass Optical Parametric Generator in Periodically Poled Lithium Niobate

A pulsed nanosecond optical parametric generator (OPG) in periodically poled lithium niobate (PPLN) crysal is presented. The pump laser is an acousto-optically Q-switched Nd:YVO4 laser with the maximum average power of 6.58 W. When the repetition rate is 50kHz and the pulse width of the pump source is 80ns, the maximum average total output power of the single-pass PPLN OPG is about 1.9 W, which includes 1.322 W of 1.536μm signal radiation. The length of the PPLN crystal is only 38.7mm (at room temperature) with a grating period of 28.93μm (at room temperature). The 1.502-1.536μm signal radiation and 3.652-3.465μm idler radiation are obtained by adjusting the PPLN crystal temperature from 155℃ to 250℃.     

基于荧光强度比值法可用于现场测量的低成本聚合物光纤温度传感器

基于荧光强度比值法,设计了一种使用两种荧光染料的光纤温度传感器.实验中,罗丹明B和罗丹明110分别为对温度敏感和对温度不敏感的荧光传感物质,利用聚合物光纤来传导激发光及接收荧光.由于两种染料的荧光谱峰相距60 nm,因此容易将二者对应的荧光谱分开.通过确定能代表两种染料的最优荧光光谱范围,获得具有良好线性度的温度-荧光强度标定曲线.实验研究了不同浓度的荧光染料对标定曲线的影响,当染料浓度为0.3 g/L时,可获得0.28℃的最小均方误差及0.0128/℃的灵敏度.此外,该传感器还具备一定的抗光源扰动和抗荧光染料漂白的能力.     

基于塑料传像光纤阵列的多孔径高分辨成像技术

为解决传统光纤传像系统中分辨率受传像光纤像素数量制约而导致系统整体分辨率提升困难的问题,提出一种基于塑料传像光纤阵列的多孔径高分辨成像技术,利用传像光纤阵列及图像拼接技术突破像素数难以提升的瓶颈。通过高分辨、小截面的传像光纤组合阵列提升像素,结合微透镜阵列重叠成像的效果,实现光纤阵列成像的完整性,有望使光纤传像系统像素数达到百万数量级。通过建立光纤传像系统性能指标与光学参数之间的关系,仿真设计一款室内监控远心镜头作为传像系统的主镜头,并设计微透镜阵列作为主镜头与传像光纤阵列之间的中继镜头。仿真结果表明,主镜头与微透镜阵列均满足传像光纤性能需求。实验测试结果表明,系统含有40万有效像素,分辨率为40 lp/mm,图像输出完整,该成像系统设计具有良好的可行性,对光纤传像系统的分辨率提升具有重要的实际参考意义。     

玉米粉中吡虫啉、三唑酮、乙草胺与异丙甲草胺的QuEChERS/高效液相色谱-串联质谱快速检测

建立了玉米粉中吡虫啉、三唑酮、乙草胺和异丙甲草胺4种常用农药的Qu ECh ERS/高效液相色谱-串联质谱残留分析方法。前处理采用Qu ECh ERS方法,以乙腈为提取剂,N-丙基乙二胺(PSA)和石墨化碳黑(GCB)为分散净化剂,并利用高效液相色谱-串联质谱在多反应离子监测模式(MRM)下进行检测,基底匹配工作曲线法定量。结果表明:4种农药在0.005~1.000 mg/L浓度范围内均具有良好的线性关系(r2≥0.998);在0.05~1.00 mg/kg加标水平下的平均回收率为74.9%~98.4%,相对标准偏差(n=5)为1.6%~5.3%;方法检出限(LOD)为0.001~0.26μg/kg;定量下限(LOQ)为0.004~0.867μg/kg。该方法分析速度快、灵敏度高、重现性好,适用于玉米粉中吡虫啉、三唑酮、乙草胺和异丙甲草胺4种农药残留的快速检测和确证。     

基于主客体竞争模式的凝血酶适配体传感器的研究

基于β-环糊精(β-CD)主客体竞争模式,构建了开关型凝血酶适配体电化学传感器.将末端修饰了二茂铁(Fc)的核酸适配体通过与β-CD的主客体识别固定在金电极表面,当凝血酶存在时,适配体由原来的直立线状构型变为"G-四链体",远离电极表面,适配体探针的氧化还原电流强度减小,即"Signal-off".利用此效应对凝血酶进行了灵敏检测,结果表明,在5.0×10-13~5.0×10-9 mol/L浓度范围内,凝血酶的浓度与电化学响应信号呈良好的线性关系,检出限为2.0×10-13 mol/L(3σ).与其它蛋白分子相比,本方法对凝血酶蛋白的检测具有高特异性.本传感器构建简单,再生性好,为生物血清样本中凝血酶的实时高效检测提供了方法.     

钛合金纳秒激光打孔数值模拟和实验研究

为了描述纳秒激光对钛合金打孔过程中孔的形貌及温度场的变化规律,建立激光打孔的物理模型,利用ANSYS中APDL语言进行编程,对温度场进行仿真分析,并利用单元生死技术模拟孔形貌的变化过程。从有限元数值模拟和实验两方面综合分析比较了激光工艺参数(脉冲能量和脉冲数量)对打孔质量(孔深和孔径)的影响,系统论述了钛合金纳秒激光打孔的一般规律,以达到工艺参数优化,提高打孔质量的目的。     

推广的Wolfe搜索下一族共轭梯度法的全局收敛性

共轭梯度法是求解无约束优化问题的一种重要的方法,尤其适用于大规模优化问题的求解.本文提出一族包含FR方法和CD方法的新的共轭梯度法,证明了其在推广的Wolfe非精确线搜索条件下具有全局收敛性.最后对算法进行了数值试验,试验结果验证了该算法的有效性。     

超薄泡沫铜对流动沸腾的强化换热特性

由于传热系数高、温度均匀性好及工质需求量少,微通道沸腾冷却成为极具前景的冷却方式。本文主要以烧结超薄泡沫铜为研究对象,以去离子水为工质,探讨孔隙率、入口温度和质量流率对沸腾换热特性进行研究。实验表明,增加流量和降低入口过冷度都可提升泡沫铜的换热性能。超薄泡沫铜孔隙率越高,其换热性能越好,高孔隙率泡沫铜换热性能比较优越,超薄泡沫铜两相换热系数提升约30%。     

Influence of external load on friction coefficient of Fe-polytetrafluoroethylene

A coarse-grained molecular dynamics simulation model was developed in this study to investigate the friction process occurring between Fe and polytetrafluoroethylene(PTFE).We investigated the effect of an external load on the friction coefficient of Fe–PTFE using the molecular dynamics simulations and experimental methods.The simulation results show that the friction coefficient decreases with the external load increasing,which is in a good agreement with the experimental results.The high external load could result in a larger contact area between the Fe and PTFE layers,severer springback as a consequence of the deformed PTFE molecules,and faster motion of the PTFE molecules,thereby affecting the friction force and normal force during friction and consequently varying the friction coefficient.     

基于二氧化钛-介孔硅复合材料的光催化毒气过滤器

介绍了一种介孔硅与纳米二氧化钛的复合方法,制备了兼具高吸附性与高光催化活性的纳米二氧化钛-介孔硅复合材料.在此基础上,以365nm波长的紫外LED为光源、特制的半泄露聚合物光纤为导光介质制造了一种新型的光催化毒气过滤器.实验结果表明:当LED光功率为540mW,复合材料装填量为350g时,该过滤器对甲醛气体的吸附量大于3mg;当过滤器达吸附饱和后,输入甲醛气流量为2L/min、浓度为0.7mg/m~3,实时分解甲醛的速率达72μg/h,输出气体中甲醛浓度降至0.09mg/m~3,低于国家卫生标准中的室内甲醛浓度的安全阈值.纳米二氧化钛-介孔硅复合光催化剂的吸附特性为光催化分解提供了充分的反应时间,有利于提高光催化分解效率,可以长时间循环工作,有望用于家庭空气净化,甚至取代现有的活性炭过滤器,用在长效的防毒面具等装置中.