表面修饰调控锑烯SbX(X＝－CN，－NC)的电子结构与光学性质

利用密度泛函理论(DFT)第一性原理平面波超软赝势方法,计算单层锑烯,腈基(－CN)和异腈基(－NC)表面吸附单层锑烯的晶体结构, 电子结构和光学性质.计算结果显示：经过修饰后,锑烯的buckled值变小,转变为准平面结构.同时,本征、－CN修饰、－NC修饰、－CN和－NC同时修饰锑烯均具有很好的稳定性,具备实验合成的可能性.电子结构的分析表明,－CN或－NC修饰的锑烯呈现狄拉克材料特性,而用－CN和－NC同时修饰时则转变为直接带隙半导体,带隙为0.024 eV,且能带结构具有较好的线性色散.光学性质表明,修饰后的锑烯的吸收边发生红移,对红外光及可见光的吸收效果增强,这表明其在纳米光电子器件和太阳能电池等领域中具有潜在的应用前景.     

美洲黑杨无性系木材纤维性状遗传变异

【目的】美洲黑杨是苏北地区栽植面积最大的用材树种之一,具有重要的经济价值和生态价值。近年来,随着市场对杨树木材需求量的增加及质量要求的提高,对杨树材性改良的研究迫在眉睫。材性性状中,纤维长度、纤维长宽比等性状值的大小直接影响杨木制浆性能和造纸质量。通过对美洲黑杨无性系木材纤维性状遗传变异的研究,了解杨树木材纤维性状的遗传变异规律,为杨树材性改良及新品种选择提供科学依据。【方法】以泗洪县林场11个美洲黑杨无性系10年生对比试验林为材料,选取各无性系在各区组的标准株,测量其胸径和树高后,伐倒并在离地1.3 m处截取圆盘带回实验室气干备用。试样经脱木素试剂处理后,分别用光学显微镜及纤维形态自动分析仪(MORFI)测量其纤维长度和纤维宽度,计算得到纤维长宽比。将两种测量方法得到的数据进行回归分析,确定回归方程,使后续大规模测定的数据更加精确。使用SPSS 19.0对获得的数据进行分析处理,得到各纤维性状的遗传变异规律和性状间相关关系。采用K-means法对11个无性系进行聚类分析,选取纤维性状和生长性状均表现优异的无性系。用R语言作图,进行数据可视化表达。【结果】用两种测量方法测得的纤维长度、纤维长宽比回归分析R²值均大于0.9, MORFI测量值可靠。纤维长度和纤维长宽比的大小均随林龄增加而增加。11个无性系纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比的平均值分别为1 107.8 μm、22.3 μm和49.57。3个纤维性状在无性系间存在显著差异,区组间差异不显著;纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比性状的遗传力分别为0.764、0.832和0.590。3个纤维性状在第3、6、9龄间表现出高度相关。纤维长度与生长性状间的相关系数为0.21~0.25,纤维宽度与生长性状间相关系数处于0.39~0.48;纤维长宽比与生长性状间相关系数为-0.07~-0.02。11个无性系可分为3类,其中4-6、4-50、2-2和4-45表现优异,10-34、7-40、7-53和8-9表现次之,7-45、1-20和7-38表现较差。【结论】MORFI(纤维形态自动分析仪)可以快速且较为精确地测量纤维长度和纤维宽度,适合大批量数据的测定,但测定结果需进行回归调整。纤维长度和纤维长宽比随着林龄增大而增加,说明随着林龄的增加,木材制浆性能增强。美洲黑杨无性系纤维性状存在遗传变异,且变异受遗传的影响大于受环境的影响。各纤维性状在幼林第3龄与中林第6龄和成林第9龄间相关密切,且为正相关,对美洲黑杨纤维性状的选择可在林木生长早期进行。美洲黑杨无性系生长性状与纤维长度、纤维长宽比性状间的相关性不显著,在美洲黑杨纤维用材遗传改良时可采用独立选择方法。11个无性系中,2-2、4-6、4-45和4-50在纤维性状和生长性状方面均表现优异,可进行进一步遗传测定,为新品种选育创造条件。     

弱湍流中无线光通信系统差错性能建模与仿真

大气无线光通信（FSO）信号受大气湍流及光电转换器件影响,不确定性大。从探测接收光信号的实际过程出发,以大气信道和光电探测信道两个基本模型为基础进行理论推导,提出了弱湍流扰动下光电转换的离散计数概率和连续计数概率密度两个严格数学表达式,给出了其数值计算方法。在此基础上,推导出二进制强度调制下检测电流的概率密度计算式,建立了弱湍流无线光通信差错性能的数学计算模型,并据此对闪烁指数、背景噪声等因素影响进行仿真。结果表明,基于该模型的系统差错性能与预测分析相一致,所给模型可有效评估弱湍流条件下无线光通信系统性能。     

毫米波光载射频系统研究的新进展

论述毫米波光载射频（radio over fiber,RoF）系统研究的新进展.发展了基于光学倍频（optical frequency multiplication,OFM）概念的毫米波光学生成理论与技术,包括通过电光调制器的高阶光波边模形成、光探测器自外差射频(radio frequency,RF)产生方法的推导、双向毫米波RoF系统的设计等;提出中频正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）毫米波调制的新方案,对光调制器非线性造成的OFDM信号的失真建立完整的数学模型,优化光调制度;同时,实现双向40 GHz RoF实验系统,传输速率达到100 Mbit/s.     

三值光学计算机解码器中并行感光阵列的设计

介绍了针对数千位的三值光学计算机解码器而设计的一款并行感光阵列。在整体规划上, 采用了将16个感光单元电路集成为一个感光模块, 再用多个感光模块拼接成实用的并行感光阵列之策略. 设计的感光单元电路将三值光学处理器一个像素输出的光信号转换成对应的电信号, 一个感光模块将三值光学处理器16个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号,感光阵列将三值光学处理器的数千个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号. 设计的感光模块封装外形解决了拼装成大规模感光阵列的问题. 该模块为三值光学计算机提供了一个成本低、方便维护及更换的并行光电器件. 最后介绍了对感光模块中电路的实验研究和对模块外形拼接性能的实物样板测试, 实验证实了所设计电路的功能有效性和性能稳定性, 样板测试表明该设计的感光模块封装外形适于拼接.     

纤维/晶须材料对固井水泥石的增韧机理研究

扫描电子显微镜（SEM）用于水泥基材料研究,可以准确、快速、直观地提供水泥石断面的微观形貌等信息。固井水泥环这一水泥基材料在井下工况受复杂应力影响易产生微裂缝与微环隙,造成水泥环封固能力下降。高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料有助于降脆增韧水泥环。为了弄清高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料对水泥环的降脆增韧机制,用扫描电镜对水泥石微观形貌进行了观察分析,探讨了增韧机制。实验结果表明,高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料降脆增韧水泥环的机制包括拔出、桥连和裂纹偏转。相对于单掺纤维或单掺晶须,将二者混杂使用的增韧效果更好,其原理在于晶须属于微米级材料,可以阻止微米级微裂纹的产生和扩展;纤维属于毫米级材料,可以阻止毫米级微裂缝的产生与扩展;二者混杂使用可以起到多层次阻裂和增韧的目的。     

一种超长距波分传输设计方案

阐述了密集波分复用系统工作原理和系统组成,由G.652色散模块补偿G.655光纤,由HBA,RPC和OAU组成收发端的高倍放大系统,并在L国H市与S市之间成功完成了超长距波分传输系统设计,降低了工程成本.     

钢渣粉和玄武岩纤维对混凝土压拉性能影响的试验分析

为了研究钢渣粉掺量和玄武岩纤维掺量对混凝土压拉性能的影响,进行了不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量的压拉性能试验,并对试验结果进行了分析与机理探讨。试验结果表明:单掺玄武岩纤维的混凝土在掺量为3 kg/m3时,抗压、劈裂抗拉强度较好;单掺钢渣粉的混凝土,随着钢渣粉掺量的增加,抗压、劈裂抗拉强度先提高后降低,当钢渣粉掺量大于20%时,其强度降低比较明显;玄武岩纤维钢渣粉混凝土在玄武岩纤维掺量为3 kg/m3、钢渣粉掺量为10%~20%时效果较好,抗压、劈裂抗拉强度相对于基准混凝土能分别增加6.5%和11.9%。     

单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰新方法

在对光通信码间进行抑制抗干扰的过程中,光信号会受温度、大气流动等不确定性因素的影响,干扰随机性较大,导致传统的调相阵列技术由于不能实时检测,从而无法有效实现光通信码间的干扰抑制。提出一种单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰方法,分析带有干扰的光通信系统,给出外部扰动向量的动态特性,分析无限时域的性能指标,将原系统和干扰系统和期望输出联立,获取光通信增广系统。在调制信号中引入直流偏置信号,将经调制的数据向量划分成不同子序列,赋予各子序列对应的加权系数,依据光通信码间安全工作区域信号范围对光信号进行限幅,通过正信号的切顶信号求出补偿信号。对正信号与翻转负信号进行符号拼接、偏置信号添加等操作,将光信号以光功率的形式传输至光无线信道。将加性高斯白噪声信道作为信道模型,将负信号置零,进而抑制光通信码间的干扰。仿真实验结果表明,所提方法具有很好的抗干扰性能。     

基于Nios Ⅱ的光学定位跟踪系统

介绍了一套由SOPC开发平台构成的定位跟踪系统,该平台核心为Altera的FPGA及内嵌的软核Nios Ⅱ CPU。系统采用DE2开发板、OV7670数字摄像头以及数字触摸屏实现。该装置操作方便,能进行一定范围内运动物体的光学定位追踪,同时还具备手动式协调定位功能。实验结果表明,该系统功耗低、设计灵活、可拓展性强、能稳定精确地定位被跟踪目标。