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基于3×3光纤耦合器高速FMCW激光信号瞬时相对频率的测量及非线性校正

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激光与光电子学进展 2024年

作者：贡浩从王振川姚晓天郝鹏河北省光学感知技术创新中心河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心

提出一种基于3×3光纤耦合器的高速调频连续波(FMCW)激光信号瞬时相对频率测量方法，结合预失真校正方法实现了高速FMCW激光信号的非线性校正。首先，对基于3×3光纤耦合器的FMCW激光信号瞬时相对频率测量技术进行理论分析，干涉仪两臂... 详细信息

提出一种基于3×3光纤耦合器的高速调频连续波(FMCW)激光信号瞬时相对频率测量方法，结合预失真校正方法实现了高速FMCW激光信号的非线性校正。首先，对基于3×3光纤耦合器的FMCW激光信号瞬时相对频率测量技术进行理论分析，干涉仪两臂延时差越大，测量瞬时相对频率的分辨率越高，但可测量最大扫频速度越小，如干涉仪两臂延时为6.67×10-8s(光程差20m)时，测量最大扫频速度为7.5×1015Hz/s。随后，搭建了基于3×3光纤耦合器实现高速FMCW激光信号瞬时相对频率测量系统，对扫频周期22μs、频率范围820MHz的FMCW激光信号进行了试验测量，并通过预失真非线性校正方法对其进行了非线性校正。校正结果：FMCW激光信号残余非线性1-r2:2.6326×10-5，均方根(RMS)频率误差1.23 MHz。该FMCW激光信号瞬时相对频率的测量技术具有高速、高频率分辨率技术优点。

关键词： 3×3光纤耦合器非线性校正调频连续波(FMCW)激光

宽叶荨麻不同部位提取液对小麦幼苗生长和光合特性的影响

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新疆农业科学 2024年第2期61卷 505-513页

作者：郑天翔张明明雷玉明王南楠王丽娟河西学院农业与生态工程学院甘肃张掖734000 甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室甘肃张掖734000 甘肃省微藻工程技术创新中心甘肃张掖734000

【目的】研究宽叶荨麻不同部位提取液对小麦幼苗生长和光合特性的影响。【方法】以黑麦二号小麦为对象,研究宽叶荨麻根、茎、叶不同浓度的水提液(20、40、60、80、100 g/L)对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】根部浸提液对小麦的... 详细信息

【目的】研究宽叶荨麻不同部位提取液对小麦幼苗生长和光合特性的影响。【方法】以黑麦二号小麦为对象,研究宽叶荨麻根、茎、叶不同浓度的水提液(20、40、60、80、100 g/L)对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】根部浸提液对小麦的苗长和苗干重具有促进作用,对小麦根长、根干重和根冠比为低促高抑;茎部和叶部浸提液对小麦苗长、苗干重、根长、根干重和根冠比均具有抑制作用。不同部位浸提液对小麦叶片光合特性表现为根部浸提液对小麦叶片Fv/F m、Y(Ⅱ)、Y(Ⅰ)和ETRⅠ小幅上升后稳定,ETRⅡ和qP呈现波动变化,各处理组和对照无显著性差异,而NPQ和CEF呈先下降后上升的趋势;茎部浸提液对小麦叶片Fv/Fm、Y(Ⅱ)、Y(Ⅰ)、ETRⅠ、ETRⅡ、qP均呈现显著下降趋势,NPQ和CEF呈现显著上升趋势,浓度为80 g/L时,NPQ和CEF分别为对照组的1.37倍和5.42倍;叶部浸提液对小麦叶片光合特性指标在处理组和对照组间基本无显著性差异。【结论】根部浸提液在低浓度时可小幅提升小麦叶片PSⅠ电子传递速率,有效增加PSⅠ光能转化效率从而促进其生长;茎部浸提液使小麦叶片PSⅠ和PSⅡ同时受损从而抑制其生长,且这种损伤可通过强烈激发环式电子传递速率从而形成热耗散来对其进行保护;叶部浸提液对小麦幼苗生长呈现抑制效应,但在小麦叶片光合特性上表现不显著。

关键词：小麦宽叶荨麻提取液光合特性

动态高压微射流对山楂果渣膳食纤维理化和结构特性的影响

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食品科学 2024年第17期45卷 174-182页

作者：王淑玉何大柃张建才王勇刘素稳常学东王燕河北科技师范学院食品科技学院河北省果品加工技术创新中心河北秦皇岛066004 河北省燕山农业特色产业技术研究院河北秦皇岛066004 河北省燕山特色果品加工技术创新中心河北承德067000 北京市农林科学院北京100097

采用动态高压微射流(dynamic high pressure microfluidization,DHPM)技术处理,探究其对山楂果渣膳食纤维结构及理化特性的影响。结果表明,经不同条件下DHPM处理后,山楂果渣中可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)含量比CK组提高... 详细信息

采用动态高压微射流(dynamic high pressure microfluidization,DHPM)技术处理,探究其对山楂果渣膳食纤维结构及理化特性的影响。结果表明,经不同条件下DHPM处理后,山楂果渣中可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)含量比CK组提高了34.59%~73.54%,亚硝酸盐吸附能力和阳离子交换能力显著增强(P电子显微镜图分析表明,经DHPM处理后粒径先减小后增大,表面粗糙,结构疏松,且压力为250 MPa时颗粒发生团聚现象;红外光谱和13C核磁共振分析表明,结晶度减小,部分纤维素、半纤维素和果胶发生降解。因此,DHPM处理能提高可溶性膳食纤维含量、水合特性,增强其亚硝酸盐吸附能力和阳离子交换能力,但热稳定性降低,粒径、表观黏度和结晶度减小。该研究为山楂果渣的高值化利用提供了理论依据。

关键词：动态高压微射流山楂膳食纤维理化特性结构特征

金属有机框架衍生氮掺杂碳限域钴原子簇催化硝基化合物转移加氢

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化学学报 2024年第5期82卷 503-510页

作者：周何鑫崔青云胡雪敏杨文秀田肖王硕新疆科技学院化工与纺织工程学院库尔勒710025 河北科技大学纺织服装技术创新中心石家庄050018

本工作以2-甲基咪唑、六水合硝酸锌及乙酰丙酮钴为前驱体,通过溶剂热反应合成出基于金属有机框架材料的Co@ZIF-8,经高温热解还原,成功制备出以Co-Nx为活性位点的氮掺杂碳限域Co催化剂(Co@ZIF-8(C)).采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜... 详细信息

本工作以2-甲基咪唑、六水合硝酸锌及乙酰丙酮钴为前驱体,通过溶剂热反应合成出基于金属有机框架材料的Co@ZIF-8,经高温热解还原,成功制备出以Co-Nx为活性位点的氮掺杂碳限域Co催化剂(Co@ZIF-8(C)).采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析、X射线光电子能谱、拉曼光谱、电感耦合等离子发射光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和氮气吸脱附测试等对催化剂进行了系统表征.分析表明,合成的Co@ZIF-8(C)催化剂中的Co以原子簇的形式均匀分散在氮掺杂碳载体内,氮掺杂为锚定金属Co提供了位点,ZIF-8载体大的比表面积和介孔结构提高了底物与活性位点的接触机率.载体与金属之间的强相互作用和载体的空间限域效应,提高了Co原子簇对催化硝基化合物转移加氢的性能,使其在常温下实现了高转化率、循环稳定及底物通用等性能.

关键词： Co原子簇金属有机框架转移加氢氨硼烷硝基化合物

高钾条件下镁对苹果植株生长和光合碳代谢的影响

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植物生理学报 2024年第6期60卷 998-1006页

作者：覃寒晗汪秋依倪伟谢洪梅关亚菲朱占玲葛顺峰姜远茂山东农业大学园艺科学与工程学院山东省苹果技术创新中心山东省果蔬优质高效生产协同创新中心山东泰安271018

以苹果砧木G935幼苗为试材,采用13C同位素示踪技术,以适宜供钾(6 mmol·L^(-1))为对照,水培条件下研究了高钾(18 mmol·L^(-1))下不同镁水平(0.1、3、6 mmol·L^(-1))对苹果生长和光合碳代谢的影响。结果表明:与适宜供钾相比,高钾处理... 详细信息

以苹果砧木G935幼苗为试材,采用13C同位素示踪技术,以适宜供钾(6 mmol·L^(-1))为对照,水培条件下研究了高钾(18 mmol·L^(-1))下不同镁水平(0.1、3、6 mmol·L^(-1))对苹果生长和光合碳代谢的影响。结果表明:与适宜供钾相比,高钾处理显著降低了叶片净光合速率和碳代谢酶活性,抑制了光合产物向根系的分配,最终抑制了植株生长。而添加镁缓解了高钾对苹果植株生长的抑制,3和6 mmol·L^(-1)Mg处理下苹果幼苗生物重分别比0.1 mmol·L^(-1)Mg处理提高55.69%和66.45%。高钾条件下添加镁显著提高了苹果幼苗的Pn、Gs、光能捕获能力和光合电子传递能力,与0.1 mmol·L^(-1)Mg处理相比,6 mmol·L^(-1)Mg处理的Pn、Gs、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)分别提高204%、159%、12.67%和36.44%。高钾条件下,随着供镁水平的增加,6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性逐渐上升,13C积累量也随供镁水平的提高而增加;而且镁还显著促进了叶片13C光合产物向根系的运输。综上,高钾条件下供镁提高了叶片净光合速率,增加了光合产物的积累量,并促进了光合产物向根系的分配,为根的生长发育提供了充足的能量和碳骨架,最终缓解了高钾对苹果植株生长的抑制。

关键词：苹果钾镁光合碳代谢 13C

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磁铁矿矿石组构对微波的响应机制研究

矿物学报 2024年

作者：孙琪李明宇高文元赵福德刘波黄菲东北大学资源与土木工程学院辽宁省铁矿资源开发与利用专业技术创新中心

我国铁矿石品位低、成分复杂、嵌布粒度较细，粉碎矿石过程中需要消耗大量能量，所以亟需提高磁铁矿矿石粉碎效率。本文对Fe3O4分析纯试剂和铁矿石成分分析标准物质的物相结构、静磁性能和电磁特性进行测定，分析讨论了矿石组分含量对... 详细信息

我国铁矿石品位低、成分复杂、嵌布粒度较细，粉碎矿石过程中需要消耗大量能量，所以亟需提高磁铁矿矿石粉碎效率。本文对Fe3O4分析纯试剂和铁矿石成分分析标准物质的物相结构、静磁性能和电磁特性进行测定，分析讨论了矿石组分含量对其微波吸收性的影响因素以及磁铁矿的微波响应机制。磁铁矿属于强吸波物质，当矿石中磁铁矿的含量越高，其复介电常数和复磁导率越接近Fe3O4分析纯试剂的电磁物理特性。微波能量进入磁铁矿内部后，磁铁矿Fe—O离子键中的电子在电磁场的作用下产生极化作用，形成的偶极子在加速迁移运动中不断碰撞摩擦产生热量，开始吸收并消耗微波场中的电场能量。磁铁矿亚磁晶格中的磁畴也会受到电磁场的作用产生极化作用，从而吸收并消耗微波场中的磁场能量。

关键词：微波磁铁矿磁铁矿矿石响应机制微波吸收性

不同极化状态下平顶涡旋光束的传输动力学特性

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激光与光电子学进展 2024年

作者：王渊博郭苗军姜其畅太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心运城学院物理与电子工程系

基于ABCD传输矩阵、广义惠更斯-菲涅耳原理和正则动量理论，研究不同极化状态下平顶涡旋光束的传输动力学特性。数值模拟与分析了光束在传输过程中能量、动量、自旋角动量和轨道角动量等动力学参量的分布。研究发现，拓扑荷等于零时，... 详细信息

基于ABCD传输矩阵、广义惠更斯-菲涅耳原理和正则动量理论，研究不同极化状态下平顶涡旋光束的传输动力学特性。数值模拟与分析了光束在传输过程中能量、动量、自旋角动量和轨道角动量等动力学参量的分布。研究发现，拓扑荷等于零时，左旋和右旋圆偏振光束的能量通量密度旋转方向相反，柱矢量光束的能量通量密度的方向是圆对称并且向外发散；拓扑荷不等于零时，光场的能量通量密度不会因为极化状态的改变而发生变化。自旋角动量是电磁场的一个独立的动力学性质，它与光束的极化状态有关，并且当拓扑荷相反时，圆偏振光束的自旋角动量密度分布相同，柱矢量光束的自旋角动量密度分布相反。动量和轨道角动量与电磁场的局部梯度成正比，不随极化状态的改变而发生变化，只受到拓扑荷的影响。

关键词：物理光学平顶涡旋光束自旋角动量轨道角动量

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煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测

光学精密工程 2024年第5期32卷 670-677页

作者：段政孟星星李凯亮孙小聪田亚莉宫廷李传亮邱选兵蔡廷栋太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏徐州221116

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池... 详细信息

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^(-6)到90×10^(-6)的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R2为0.9989;对浓度为20×10^(-6)的乙烯进行连续4000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^(-9)。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500~700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速最快,最大释放量约为40×10^(-6),温度高于700℃时乙烯释放量均开始减少。这一结果为进一步探索煤热解中乙烯的生成机理提供了理论和实验基础。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱技术乙烯 Allan方差波长调制煤热解

基于共享孔径技术的低RCS电磁超构表面天线设计

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物理学报 2024年第12期73卷 159-169页

作者：李桐杨欢欢李奇廖嘉伟高坤季轲峰曹祥玉空军工程大学信息与导航学院西安710077 中国空间技术研究院系统创新中心西安710100

提出一种基于共享孔径技术设计低雷达散射截面(radar cross section,RCS)电磁超构表面天线的新方法.该方法首先设计具有低RCS性能的超构表面,然后借鉴共享孔径技术思想,将超构表面和传统天线的辐射结构直接共享口径紧密排列,得到新型低... 详细信息

提出一种基于共享孔径技术设计低雷达散射截面(radar cross section,RCS)电磁超构表面天线的新方法.该方法首先设计具有低RCS性能的超构表面,然后借鉴共享孔径技术思想,将超构表面和传统天线的辐射结构直接共享口径紧密排列,得到新型低RCS天线结构,并结合电流分析和局部结构修正,优化天线的辐射性能,最终同时实现天线的良好辐射和宽带低RCS性能.为了阐明该方法,基于极化旋转机理设计了一款低RCS超构表面,采用共享孔径思想和电流分析,得到了一款宽带低RCS超构表面天线,详细分析了该天线的工作机理与性能.结果表明:设计的天线在保证较好辐射的同时,实现了超宽带RCS减缩,提出的设计方法摒弃了从天线到低RCS天线的传统设计思路,通过逆向思维,将散射的优化问题转化为辐射的优化问题,不仅实现了天线与超构表面的一体化设计,还显著地降低了低RCS天线优化设计的难度,加速了天线优化进程.

关键词：电磁超构表面天线共享孔径技术低雷达散射截面