A Multiscale-Porous Anion Exchange Membrane for Convenient and Scalable Electrokinetic Concentration of Cationic Species

A device able to electrokinetically concentrate cationic samples has many potential medical and industrial applications, but until now has remained undeveloped due to the lack of a commercial anion-permselective material leading to a prohibitively complex fabrication procedure. Herein, a novel multiscale-porous anion exchange membrane (MP-AEM) that enables the convenient and scalable electrokinetic concentration of cationic species is proposed. A mechanically enhanced multiscale-porous structure with a solid framework is realized by adopting polyester resin as an additive to overcome the intrinsic limitations of the AEM material. The scalable MP-AEM-embedded electrokinetic concentrator is devised based on the peculiar properties of the MP-AEM that for allow both ion and fluid transport. With the MP-AEM, the concentrator is fabricated in a highly streamlined manner consisting only of a simple insertion and assembly. The concentration performance of the MP-AEM-embedded electrokinetic concentrator is demonstrated with a positively charged fluorescent dye and a fluorescein-labeled protein, and the results show enrichment factors of 250 and 500, respectively. The MP-AEM makes cationic electrokinetic concentration more accessible and scalable, thereby enabling further progress in a wide range of fields.     

海面油膜的偏振反射特性仿真实验

为了给海面溢油污染识别检测提供理论基础,根据菲涅尔反射公式的偏振反射系数,结合偏振双向反射率因子和粗糙海面的概率密度分布函数,建立了完善的pBRDF模型,仿真在不同太阳入射角度、不同探测器观测角度以及不同海面风速风向等条件下海水和油膜的偏振反射分布函数。结果表明:海水和油膜太阳天顶角为53°和56°时P偏振反射率分别为1.0×10^-5和2.5×10^-5,S偏振反射率随着太阳天顶角的增加而增加;海面风速越大偏振反射率峰值越小;海面风向只改变pBRDF的空间位置;海水和油膜线偏振度空间分布有明显差异。搭建实验平台相机以40°拍摄时,得出海水和油膜的线偏振度分别在0.2~0.4, 0.5~0.7之间,同时表明利用偏振探测获取目标场景的偏振度和偏振角图可提高图像质量。     

一种宽带矢量调制器的设计及其应用

矢量调制器是一种可以同时控制微波信号幅度和相位的器件。本文介绍了一种基于新型微带定向耦合器的宽带矢量调制器。新的耦合器结构克服了传统微带耦合器耦合度低、方向性差的问题,也不需要Lange耦合器复杂的加工工艺,在平衡放大器、移相器和衰减器等场合具有广泛的应用。其次,研究了用串联电感对衰减器中PIN二极管的寄生参数进行补偿的一种简单方法,以改善衰减器衰减量变化时的相位性能。该方法原理简单,可在一定带宽内替代复杂的平衡结构,并给出相近的性能。最后给出了矢量调制器的测试结果和它在自适应天线阵等实际系统中的应用情况,并讨论了用于提高载波和边带抑制、满足高精度要求的校准方法。     

引入激光回馈的双光束干涉效应的研究

提出了一种引入He-Ne激光回馈的双光束干涉系统,并在理论和实验两方面进行了研究。实验中对系统中的干涉信号及激光器尾光功率变化同时进行探测。发现当干涉仪的主回馈镜移动时,激光器尾光信号是正弦形波形,而干涉仪输出的是以双峰为一个周期的信号,双峰中一峰总是高于另一峰,并且当主回馈镜移动方向改变时,同一周期中两峰出现的顺序也随之改变。对实验现象进行了理论分析,并模拟出干涉信号及激光自身功率的变化曲线。理论分析及模拟结果与实验结果完全吻合。讨论了利用发现的现象进行测量的可行性,所提出的测量方法易于实现。     

基于均匀光纤光栅的DWDM系统PMD补偿方法

提出一种基于均匀光纤Bragg光栅(FBG)的透射型密集波分复用(DWDM)系统多信道偏振模色散(PMD)补偿方案。当FBG受到横向挤压时，会产生双折射现象。当一波长的光信号从光栅带隙附近透射时，就会在快轴和慢轴之间产生时延差(DGD)。通过改变外力的大小来调节DGD的大小可以实现对PMD的补偿。通过将多个补偿光栅级联，就可以实现对DWDM系统多信道PMD的补偿。在100N外力作用下，5cm长的光栅最大可以补偿121ps的PMD，而对相邻0．8nm的信道，只引入0．2ps的DGD。     

入射光的偏振和强度对分光镜透／反比的影响

采用能量流分析法推导了一束线偏振光经分光镜分光形成透射／反射光的能量表达式。分别讨论了入射光强度不变而偏振方向变化以及二者同时变化对分光镜透／反比的影响。通过旋转主光路中的偏振片来模拟入射光的偏振方向和强度变化，实验验证了分光比的变化规律。     

高速光通信系统中的色散问题及其补偿研究

当光纤通信系统单信道速度升级到40Gbit/s及以上时，色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）已经成为严重影响系统性能的主要因素。本文主要从补偿的必要性、关键技术、主要方法和解决方案等方面分别对CD和PMD及其补偿进行了较详细的研究。     

铁分子Fe2的自旋极化效应

采用密度泛函方法(B3P86)对 Fe_2分子结构进行了优化.计算结果中未观察到自旋污染,基态波函数与高态波函数并未混杂,结果表明,Fe_2中有8个未配对电子,这些电子空间分布不同和自旋平行产生的自旋极化效应,使 Fe_2能量最低.计算结果表明,Fe_2分子的基态是~9∑_g~ ,并非~7Δ_u,进而表明 Fe_2的自旋平行效应比电子自旋配对效应要强.计算得到该分子基态的二阶、三阶和四阶力常数分别为1.4115×10~(-2)aJ/nm~2、-37.1751×10~3aJ/nm~3和 98.7596×10~4aJ/nm~4；光谱数据ω_eχ_e、B_e、α_e分别为0.3522、0.0345、 0.4963×10~(-4)cm~(-1)；离解能为3.5522eV,平衡键长为0.2137nm,振动频率为292.914cm~(-1)；并得到了 Murrel-Sorbie 函数.     

Space-Time Directional Lyapunov Exponents for Cellular Automata

Space-time directional Lyapunov exponents are introduced. They describe the maximal velocity of propagation to the right or to the left of fronts of perturbations in a frame moving with a given velocity. The continuity of these exponents as function of the velocity and an inequality relating them to the directional entropy is proved.