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Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体生长及光谱性能

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物理学报 2024年第5期73卷 369-374页

作者：孙贵花 †张庆礼罗建乔王小飞谷长江中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室合肥230031 先进激光技术安徽省实验室合肥230031

2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据... 详细信息

2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据,测量了拉曼光谱,并对晶体的拉曼振动峰进行指认,对Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体的透过光谱、发射光谱和荧光寿命进行表征.Yb^(3+)的最强吸收峰在966 nm,吸收峰半峰宽为90 nm;2.7-3.0μm波段最强发射峰在2850 nm,半峰宽为70 nm;Ho^(3+):^(5)I_(6)和^(5)I_(7)能级寿命分别为1094μs和56μs.与Yb,Ho:GdScO_(3)晶体相比,Yb^(3+)的吸收峰和2.7-3.0μm的发射峰半峰宽明显展宽,同时下能级寿命显著减小,计算表明Ho^(3+):^(5)I_(7)与Pr^(3+):^(3)F_(2)+^(3)H_(6)能级之间能实现高效的能量传递.以上结果表明Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体是性能更优异的2.7-3.0μm波段激光材料.

关键词： 2.7—3.0μm激光 Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体晶体生长光谱性能

店埠河流域地表水-地下水水化学特征及其成因分析

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环境科学 2024年第2期45卷 813-825页

作者：郑涛秦先燕吴剑雄安徽省地质调查院(安徽省地质科学研究所) 合肥230001

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析... 详细信息

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析其季节性和空间变化特征,探讨地表水和地下水的水化学特征和形成机制.结果表明,①大气降水是店埠河流域地表水和地下水的主要补给来源,地表水的蒸发分馏效应比地下水更显著.不同时期,地表水比地下水更富集氢氧稳定同位素.地表水和地下水中氢氧稳定同位素均呈季节性变化特征,丰水期相对富集,枯水期相对贫化.②店埠河流域地表水和地下水均为弱碱性水,地表水中各离子浓度明显小于地下水,地表水中阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,地下水中阳离子以Ca^(2+)为主,水体中的优势阴离子均为HCO_(3)^(-).地表水的水化学类型以HCO_(3)·Cl-Na·Ca型水为主,地下水以HCO_(3)-Na·Ca型水为主.③地表水和地下水主要水化学指标浓度具有一定的时空差异性.从丰水期到枯水期,地表水中TDS、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)浓度整体呈现上升趋势.地下水中Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)浓度整体变化不大,略有增加趋势,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度整体呈上升趋势.从上游到下游,地表水中主要水化学指标浓度呈现先减小后增大的趋势,NO_(3)^(-)浓度增幅最大.地下水在径流方向上主要水化学指标浓度整体变化不大,但呈现出排泄区大于补给区的规律.④水体水化学特征的形成主要受水-岩作用控制,同时还受到人为因素影响.水-岩作用主要为硅酸盐岩、盐岩和碳酸盐岩等矿物的风化溶解.污水处理厂污水、生活污水和粪肥等污染物已明显改变了局部水体的水化学特征.⑤与2016年相比,地表水中的NO_(3)^(-)浓度已有不同程度地减少,当地政府进行的氮污染控制工作已取得一定成效,但仍需在店埠河下游、部分支流(定光河和马桥河)和部分居民点加强对污水及粪肥的污染防控.

关键词：店埠河流域水化学特征水化学成因离子来源氢氧稳定同位素巢湖

多酶恒温快速扩增技术结合荧光探针快速检测日本血吸虫基因方法的建立

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中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2024年第4期42卷 481-486页

作者：章乐生王旗汪峰峰朱海李清越马晓荷汪敏王毓洁汪天平操治国安徽省血吸虫病防治研究所安徽合肥230601

目的结合多酶恒温快速扩增技术(MIRA)和荧光探针法,建立一种快速检测日本血吸虫特异性基因片段的方法。方法以日本血吸虫非长末端重复序列反转录转座子(SjR2)片段为靶序列,设计并合成3对引物和荧光探针,建立荧光MIRA法反应体系,PCR检测... 详细信息

目的结合多酶恒温快速扩增技术(MIRA)和荧光探针法,建立一种快速检测日本血吸虫特异性基因片段的方法。方法以日本血吸虫非长末端重复序列反转录转座子(SjR2)片段为靶序列,设计并合成3对引物和荧光探针,建立荧光MIRA法反应体系,PCR检测,绘制扩增曲线。比较并筛选扩增效果较好的引物对和探针浓度;通过检测1 fg/µl、5 fg/µl、10 fg/µl、100 fg/µl、1 pg/µl和10 pg/µl等不同浓度的日本血吸虫成虫基因组DNA,评价该法的灵敏度;提取卫氏并殖吸虫、华支睾吸虫、东方次睾吸虫、颚口线虫及刚地弓形虫基因组DNA,并用荧光MIRA法检测,评价其特异度。耳缘静脉采集兔血,分离血清,制备含1 fg、5 fg、10 fg、100 fg、1 pg和10 pg日本血吸虫成虫DNA的兔模拟阳性血清并进行DNA提取,以荧光MIRA法检测,评估该法检测血清中日本血吸虫靶基因的最低限度。结果引物对1(SjR2‑1)的扩增效率较高,在反应第22个循环时(11 min)扩增出荧光产物,荧光值最高达170000;探针量为0.6µl/反应时具有较好的荧光强度和低荧光背景。建立的荧光MIRA法在39℃时第26个循环(13 min)时扩增出荧光产物,检测血吸虫成虫DNA的最低检出限为1 fg/反应。扩增产物电泳显示,血吸虫基因组DNA模板含量为10 pg、1 pg、100 fg、10 fg时,均有电泳条带出现,电泳显示的检测限为10 fg/反应,产物大小为186 bp。仅含有日本血吸虫成虫DNA的反应管出现荧光扩增曲线,检测卫氏并殖吸虫、华支睾吸虫、东方次睾吸虫、颚口线虫及刚地弓形虫等基因组DNA未出现明显荧光扩增曲线。不同浓度的血吸虫DNA模拟阳性血清中,DNA含量为1 pg和10 pg时,有阳性扩增曲线出现,最快于第16个循环(8 min内)即出现阳性荧光扩增信号,该法检测模拟阳性血清中血吸虫成虫DNA的最低检测限为1 pg/反应。结论成功建立了一种检测日本血吸虫特异性基因片段的荧光MIRA法,该法反应快速、敏感性高、特异性强,具有潜在的日本血吸虫病诊断应用价值。

关键词：日本血吸虫多酶恒温快速扩增技术荧光探针基因片段

基于代谢组学分析低温烘焙对白化品种绿茶风味品质的影响

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食品工业科技 2024年第17期45卷 352-362页

作者：张晓磊周汉琛刘亚芹王辉雷攀登安徽省农业科学院茶叶研究所安徽黄山245000

为探究烘焙提香对白化品种绿茶风味品质的影响,本研究以‘白叶1号’绿茶为材料,设置不同时间烘焙处理(60℃,0、40、80、120 min),通过超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱仪(UHPLC-Q-Exactive/MS)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测分... 详细信息

为探究烘焙提香对白化品种绿茶风味品质的影响,本研究以‘白叶1号’绿茶为材料,设置不同时间烘焙处理(60℃,0、40、80、120 min),通过超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱仪(UHPLC-Q-Exactive/MS)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测分析了不同处理下白叶1号绿茶代谢物的动态变化。结果显示,60℃烘焙40 min有利于白叶1号绿茶品质的提升,随着烘焙时间增加,茶汤浓度和香气强度下降,涩味凸显。总游离氨基酸和咖啡碱含量随着烘焙时间增加呈上升趋势(P100)。香气特征贡献度(Aroma character impact value,ACI)分析显示,烘焙40 min茶样中复杂气味总ACI最低,愉悦香气总ACI最高,而烘焙120 min茶样则相反。本研究结果为白化品种绿茶加工中烘焙提香的应用提供了理论依据。

关键词：白化品种绿茶烘焙非挥发性成分挥发性成分超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱

高光效小麦群体提高氮素吸收利用和产量的机理

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植物营养与肥料学报 2024年第1期30卷 27-35页

作者：丁永刚陈欢曹承富乔玉强赵竹李玮张向前杜世州安徽省农业科学院作物研究所安徽合肥230031

[目的]研究通过调整小麦种植密度构建高光能利用效率群体,促进群体氮素积累、分配和转运的效果和机理,为充分利用光能提高小麦产量提供理论依据。[方法]试验于2018—2019年在安徽省濉溪县和蒙城县进行,以分蘖能力强(安1302)和弱(皖垦麦0... 详细信息

[目的]研究通过调整小麦种植密度构建高光能利用效率群体,促进群体氮素积累、分配和转运的效果和机理,为充分利用光能提高小麦产量提供理论依据。[方法]试验于2018—2019年在安徽省濉溪县和蒙城县进行,以分蘖能力强(安1302)和弱(皖垦麦0622)的品种为材料,设置180×10^(4)株/hm^(2) (D1)、240×10^(4)株/hm^(2)(D2)、300×10^(4)株/hm^(2)(D3)、360×10^(4)株/hm^(2) (D4)4个种植密度,调查了群体籽粒产量、光合有效辐射截获率和截获量、光合有效辐射转化率,以此为基础,将小麦群体分为光效率高、中、低3个类型,比较了不同光效率类型群体的叶面积指数、花前氮素积累和转运量、花后(乳熟期)氮素积累量。[结果]品种、密度及其互作效应显著影响小麦群体的光能利用率和籽粒产量。高光效型群体的光能利用率和籽粒产量分别达1.4%和9.7 t/hm^(2),分别比中、低效型群体提高5%、14%和1%、5%。不同群体间开花期、乳熟期光合有效辐射截获率、开花期至乳熟期光合有效辐射截获量差异不显著,高光效型群体开花期至乳熟期光合有效辐射转化率高于中、低效型群体,达2.34 g/MJ。高光效型群体开花期、乳熟期叶面积指数及开花期茎秆叶鞘、叶片、单位叶面积氮素积累量均不同程度高于其他类型群体,分别达7.24、4.53及63.9 kg/hm^(2)、79.5 kg/hm^(2)和143.78μg/cm^(2)。此外,高光效型群体中群体和单茎花前氮素转运量分别为129 kg/hm^(2)和15 mg,均显著高于中、低效型群体,主要为茎秆+叶鞘和叶片氮素转运量较高,各营养器官间氮素转运率差异不显著,且高光效型群体成熟期个体营养器官仍保持较高的氮素积累量。[结论]高光效型群体开花期茎秆+叶鞘、叶片以及单位叶面积氮素积累量高,提高了开花期的叶面积指数,有利于光能的吸收和利用。虽然高光效型群体茎秆+叶鞘和叶片中的氮素转运量较高,其花后营养器官的氮素积累量依然较高,有助于维持花后较大叶面积指数,有效提升花后光合有效辐射转化率,获得更高的小麦籽粒产量。

关键词：小麦光能利用率光能资源利用氮素吸收叶面积指数产量

安徽稻油两熟制不同种植方式下气候资源配置和演变

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 436-445页

作者：金文俊陈小飞陈金华韦志雷伟侠孔令聪杜祥备安徽省农业科学院作物研究所合肥230031 安徽省农业气象中心合肥230031

安徽沿江地区稻-油复种模式下茬口衔接紧密、光温资源紧张,季节间气候资源配置备受关注。移栽和直播是补充和调配气候资源的有效种植方式,而稻油两熟制中不同种植方式下不同作物生长季气候资源配置、演变特征以及对未来气候变化的适应... 详细信息

安徽沿江地区稻-油复种模式下茬口衔接紧密、光温资源紧张,季节间气候资源配置备受关注。移栽和直播是补充和调配气候资源的有效种植方式,而稻油两熟制中不同种植方式下不同作物生长季气候资源配置、演变特征以及对未来气候变化的适应性尚不清晰。本研究以安徽沿江地区27个气象站1992—2022年的气温、日照时数、总辐射和降水等气象资料为基础,分析了不同种植方式下稻-油复种季节间气候资源配置与演变特征以及光温生产潜力。结果表明,近30年稻-油复种模式下季节间总辐射量、日照时数和光合生产潜力均呈下降趋势,气温、降水量和光温生产潜力呈上升趋势。水稻季移栽和直播方式下总辐射量倾向率分别为-27.9 MJ·m^(-2)·(10a)^(-1)和-28.8MJ·m^(-2)·(10a)^(-1),油菜季分别为-40.5 MJ·m^(-2)·(10a)^(-1)和-26.6 MJ·m^(-2)·(10a)^(-1)。水稻季移栽和直播方式下平均日最高气温倾向率分别为0.30℃·(10a)^(-1)(P<0.05)和0.24℃·(10a)^(-1),最高达32.70℃(2022年,青阳)。油菜季移栽和直播方式下平均气温倾向率分别为0.36℃·(10a)^(-1)(P<0.01)和0.39℃·(10a)^(-1)(P<0.01),移栽方式下平均气温较直播方式高0.96~1.43℃。稻油两熟制两季均面临光资源持续下降和气温不断上升等问题,采用移栽方式可通过延长作物生育期优化光、温资源配置,提高光温生产潜力。同时,适当推迟移栽期将有利于应对油菜苗期和水稻花期的高温。直播方式下宜采用高光效品种和构建光资源高效利用作物群体。

关键词：稻-油复种资源配置气候变化种植方式

热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 571-579页

作者：程毛杰董昆鹏胡伦珍张会丽罗建乔权聪韩志远孙敦陆中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 安徽大学安徽合肥230601 安徽省先进激光技术实验室安徽合肥230037

对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,... 详细信息

对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。

关键词：热键合 Er∶YSGG激光晶体凹端面 LD侧面泵浦 2.79μm中红外激光斜效率光束质量因子

基于多元数据的夏季鸡舍环境质量评价及其对产蛋性能的影响

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农业工程学报 2024年第8期40卷 188-197页

作者：谢苗苗李华龙詹凯安徽大学江淮学院合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所合肥230031 安徽省农业科学院畜牧兽医研究所合肥230031

蛋鸡舍环境质量直接影响蛋鸡产蛋性能。为探究夏季蛋鸡舍环境质量及其对产蛋性能的影响,研究提出基于多元数据的分析方法,首先采集鸡舍内7类关键环境因子数据,按照热环境、光环境和气体环境分组,再根据改进D-S证据理论规则进行迭代融合... 详细信息

蛋鸡舍环境质量直接影响蛋鸡产蛋性能。为探究夏季蛋鸡舍环境质量及其对产蛋性能的影响,研究提出基于多元数据的分析方法,首先采集鸡舍内7类关键环境因子数据,按照热环境、光环境和气体环境分组,再根据改进D-S证据理论规则进行迭代融合,得到蛋鸡舍各检测点环境质量的综合评价结果,进而分析其对产蛋性能的影响。以夏季八层层叠式蛋鸡舍为试验鸡舍开展试验。结果显示:八层层叠式蛋鸡舍下四层的环境质量和平均产蛋率的最优位置均处于鸡舍前端;平均产蛋率最差的位置处于鸡舍中端,该位置环境质量综合评价结果为一般;上四层平均产蛋率最优位置为鸡舍中端,该位置环境质量综合评价结果为适宜;平均产蛋率最差位置和环境质量最差位置均为鸡舍后端(靠近风机端)。在试验鸡舍所有检测点中,平均产蛋率高于86%的检测点,环境质量综合评价结果大都为适宜,平均产蛋率低于86%的检测点,环境质量综合评价结果为一般或差,鸡舍内各检测点环境质量综合评价结果与平均产蛋率的变化趋势高度一致。该研究为准确评价蛋鸡舍环境质量,揭示蛋鸡舍环境质量对产蛋性能的影响提供了一种行之有效的方法。

关键词：多元数据数据融合改进D-S证据理论层叠式蛋鸡舍环境质量产蛋性能

基于实验参数的Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)中红外激光理论研究

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物理学报 2024年第16期73卷 72-81页

作者：余学舟黄昌保吴海信胡倩倩刘国晋李亚朱志成祁华贝倪友保王振友中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

基于加工出的Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)晶体元件的吸收光谱测试以及Judd-Ofelt理论计算数据,通过互易法计算出各发光能级间的荧光吸收与发射截面.通过测试与计算得到的数据,数值模拟了采用1.3μm和1.7μm泵浦源直接抽运Dy^(3+),Na^(... 详细信息

基于加工出的Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)晶体元件的吸收光谱测试以及Judd-Ofelt理论计算数据,通过互易法计算出各发光能级间的荧光吸收与发射截面.通过测试与计算得到的数据,数值模拟了采用1.3μm和1.7μm泵浦源直接抽运Dy^(3+),Na^(+):PbGa_(2)S_(4)晶体产生4.3μm中红外激光的实验方案.计算分析了激光功率、增益和吸收系数在晶体内的空间分布,分析比较了泵浦光功率、元件长度和输出镜反射率对输出功率的影响.模型中在光路中引入2.9μm级联激光振荡,以此抽运因为4.3μm发光堆积在能级^(6)H_(13/2)上的粒子数,发现其可以有效降低能级^(6)H_(11/2)到^(6)H_(13/2)跃迁的自终止效应,提高激光输出功率.计算结果表明:采用1.3μm和1.7μm泵浦源,当功率都为4 W时,最大的输出功率分别为103 mW和315 mW,斜率效率可达到2.8%和8.0%.数值模拟的结果对下一步晶体元件的改良加工以及光路搭建参数的选取提供了一定的指导意义.

关键词：中红外激光数值模拟 PbGa_(2)S_(4) 晶体