0.22 THz回旋管振荡器的研制与实验

太赫兹辐射源在太赫兹科学技术中占有重要地位, 基于电子回旋受激辐射机理的回旋管是目前太赫兹频段功率最高的器件, 具有广泛的应用前景. 针对0.22 THz大气窗口, 在理论分析和数值计算的基础上研制出频率0.22 THz, TE₀₃模太赫兹回旋管振荡器, 建立了磁场强度超过8 T的脉冲强磁场系统, 在实验中获得脉冲功率3 kW的太赫兹辐射输出.     

利用太赫兹光谱定量分析固体混合物

为测定固体混合物中感兴趣成分的含量,研究基于太赫兹吸收光谱拟合的定量检测方法。以无水茶碱和乳糖一水合物组成的混合物为例,在样品组成已知的条件下,采用经典最小二乘回归建立校正模型,二者浓度预测的平均误差分别为5.39%和6.91%。当假设乳糖为未知干扰物时,采用Lorentzian线型与多项式叠加拟合吸收峰,并通过拟合得到的峰强度预测茶碱的浓度,平均误差为6.64%。结果表明,根据太赫兹光谱包含的特征信息能够对混合物中的感兴趣成分进行准确的定量分析,因而太赫兹技术在质量监控领域具有潜在的应用前景。     

吉赫兹横电磁波传输室连接头的优化设计

吉赫兹横电磁波(GTEM)传输室在电磁兼容测试领域应用广泛。GTEM传输室过渡连接头对GTEM传输室性能的影响较大。过渡连接头连接同轴传输线与GTEM传输室主体,是从圆形同轴传输线过渡到矩形同轴线的转换部件。如果过渡连接头处存在结构不连续,使其特性阻抗与GTEM传输室不匹配,将会引起电磁波反射和激发高次模现象,降低传输室的传输性能。根据GTEM传输室的技术要求,以传输系统阻抗连续为原则,对过渡接头内导体外表面和外导体内表面的形状进行同时设计,使内导体外表面与外导体内表面光滑过渡,过渡接头的特性阻抗与系统匹配。对前后端分别与标准同轴线和斧形件相连接部位进行结合设计,保证连接表面光滑,尽量降低突变。根据设计计算数据,通过设计软件SolidWorks对过渡接头构造精确三维模型。将三维模型导入电磁软件HFSS进行仿真测试。这样,对保证过渡接头特性阻抗恒定提供了一种有效的设计方法;可以将构建的数学模型直接导入电磁仿真软件,以便进一步分析;也可以将内、外导体三维结构数模导入数控机床加工,保证内外导体表面的精度要求。     

对未来建筑发展的四种探索

建筑物的暖气、冷气和照明方面的能源消耗占全世界2/3,而且会造成大量能源浪费和环境污染,是全球变暖的主因,因此未来的建筑物必须更加的节能环保。空气胶、混合太阳能照明系统、绿色屋顶、纳米光电电池这四项前卫科技,都可以有效的改善建筑的节能环保,比如更有效的防止热能损失,大幅减少未来建筑冷暖能源花费,并且减少温室气体的排放和污染;使用混合太阳能照明系统,达到节能80%以上的效果,而且更有益健康,得到高品质的照明;构建大规模的绿色屋顶,把大自然带进人工环境,大幅改善都市气温以及热岛效应;利用纳米光电电池技术使用太阳能,减少对石化燃料的依赖,使建筑物可以自行发电。     

后基因组时代十年志——兼论十年间生命科学的发展及所面临的挑战

   十年前,“人类基因组计划”这一耗资30亿美元、耗时十余年的伟大科学工程完成之际,人们以为得到了揭开自身生命奥秘的天书,生命科学也划时代地进入了后基因组时代。十年间,一方面,人类基因组的后续工作陆续展开,生命科学持续蓬勃发展的态势;另一方面,基因药物却迟迟不能问世,基因产业逐渐沦为泡沫经济。2010年恰逢人类基因组草图完成10周年,回顾十年间生命科学取得的伟大成就,分析生命科学当下面临的挑战,或许更能理清后基因组时代现代生命科学的发展脉络与走势。     

黄曲霉毒素B1溶液的太赫兹时域光谱分析

黄曲霉毒素的物理检测是目前国内外食品安全检测的一个研究热点。针对近红外和传感器方法检测精度差的问题,采用太赫兹时域光谱技术,研究了黄曲霉毒素B1溶液对太赫兹波的响应。首先根据B1溶液在不同频率范围内的光学参数(主要是折射率和吸收系数)的不同,对B1溶液的太赫兹光谱进行定性分析;再利用最小二乘支持向量机对其进行定量分析。实验和分析结果表明,利用太赫兹时域光谱技术能够对黄曲霉毒素B1溶液的不同浓度进行精确识别,为以后建立黄曲霉毒素太赫兹谱库和快速检测食品中的黄曲霉毒素提供了理论依据。     

基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计

为了解决传统太赫兹（THz）探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响。结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA。使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考。     

五台山晚太古代花岗岩的成因及其动力学意义

五台山晚太古代花岗岩（～2.540 Ga）,主要由花岗闪长岩、二长花岗岩、少量的英云闪长岩、奥长花岗岩组成,全岩化学分析表明它们具有中～高钾钙碱性花岗质岩浆性质,LILE富集和高的 w(Rb)/w(Sr) (即: Rb/Sr)比值,相对较低的 w(Sr)/w(Y)、w(La)_n/w(Yb)_n、w(Nb)/w(Ta) 和 w(Zr)/w(Hf) 比值,右斜式稀土配分模式,Nb、Ta、Ti亏损,但是它们均表现了Nd T_DM＝2.54～2.72 Ga和明显的正ε_Nd(t)值。这些地球化学特征表明其钙碱性花岗质岩浆形成于晚太古代大洋岛弧环境,来源于弧下玄武质初生地壳的部分熔融,并经历了一定程度的结晶分异。由于晚太古代洋壳向大洋岛弧俯冲、脱水,引起上覆地幔楔的部分熔融形成弧下初生地壳玄武质物质,这些弧下玄武质物质在少于37km环境下部分熔融形成五台山晚太古代钙碱性花岗质岩浆。     

基于环形电磁矩超材料的可调谐太赫兹吸收器

本文提出一种反向开口双金属谐振环超材料集成微流通道的可调谐太赫兹波吸收器.数值分析了超材料环形电磁矩的高效激发,讨论了环形电磁矩的共振吸收谱对微流介质层的介电参数与磁参数调控的响应.采用可电控液晶材料注入微流通道的方案,通过太赫兹透明电极施加外部电场控制液晶折射率变化,实现太赫兹超材料吸收器工作频率的大范围动态调谐.频率移动量超过100%的共振带宽,相对调谐量(Δf/f)可高达15%,频率调谐呈现良好的线性操作特征和近100%吸收率的完美吸收性能.所提出的可调谐太赫兹吸收器在太赫兹探测和微流生化传感领域具有广阔的应用前景.     

连接球铰参数对涡扇发动机安装系统动力学特性的影响

连接球铰作为涡扇发动机铰接连杆式安装系统的主要连接结构,其间隙引起的非线性接触对安装系统动力学特性的影响有必要展开研究。以某涡扇发动机所采用的铰接连杆式安装系统为背景,基于∏相似定理建立了该安装系统的缩比模型,进一步采用多体动力学方法对其进行动力学建模,并采用赫兹接触模型及库伦模型描述连接球铰间的接触碰摩,通过仿真分析,获得了模型中主要参数对安装系统振动传递的影响曲线。结果表明:振动传递过程中,影响系统振动传递率的关键参数是连接球铰的接触刚度、阻尼及摩擦系数,其中接触刚度对系统固有频率有较大影响,阻尼及摩擦系数对系统固有频率处幅值有较大影响。