羧酸铑(Ⅱ)轴向配合物的合成、表征及催化性能

以羧酸铑(Ⅱ)为母体,吡啶-2-基(吡啶-4-基)甲酮(24ma)为轴向配体,合成了4种新型羧酸铑(Ⅱ)轴向配合物,且成功培养出化合物单晶。使用^(1)HNMR、^(13)CNMR、MS、IR和X-单晶射线衍射对其结构进行表征,讨论了取代基和轴向配体对分子结构的影响,并初步测试了它们对美罗培南类化合物合成反应的催化性能。结果表明,与母体分子羧酸铑(Ⅱ)相比,所选定的羧酸铑(Ⅱ)轴向配合物因在反应体系中溶解度较差、配体不易解离等原因,导致催化合成美罗培南类化合物的产率不高。

甘油二酯对可可脂类油脂结晶和巧克力起霜的影响研究进展

可可脂类油脂富含对称型单不饱和甘油三酯,通过科学调控可可脂类油脂中的甘油二酯,可优化巧克力的调温工艺,控制其起霜行为。综述了可可脂类油脂中甘油二酯的含量与种类(包括脂肪酸饱和度、链长和位置分布),探讨其对油脂结晶行为的作用规律,进而分析其对巧克力抗霜性能的影响。在适宜含量下1,3-甘油二酯可促进油脂形成巧克力需要的Ⅴ型晶体结构,而1,2-甘油二酯则倾向于使油脂形成Ⅱ~Ⅳ型晶体结构,且作用程度受脂肪酸链长的影响。然而,高含量甘油二酯无法使油脂形成Ⅴ型晶体结构。当甘油二酯含量在3%~5%时,油脂虽可形成Ⅴ型晶体结构,但需根据具体含量对结晶参数进行调整。因此,有必要通过分提、复配等技术对可可脂类油脂的甘油二酯进行调控。

新型三甲基乙酸铑(Ⅱ)轴向配合物的合成、结构表征及催化性能

羧酸铑(II)配合物是一类结构独特的同核双金属化合物,通常表现出较高的催化活性和选择性,中心金属铑、配体类型和空间结构都影响其催化性能。本文以三甲基乙酸铑(II)为母体,吡啶-2-基(吡啶-3-基)甲酮(23ma)和二吡啶-2-基甲酮(22ma)为轴向配体,设计合成了2种新型的三甲基乙酸铑(II)轴向配合物。通过^(1)H NMR、^(13)C NMR、MS、IR和X-单晶射线衍射对其结构进行表征,并测试了配合物对美罗培南类合成反应的催化性能。结果表明:与母体分子三甲基乙酸铑(II)相比,所合成的轴向配合物在美罗培南类合成体系中因存在溶解性较差等缺点,导致其催化性能均不佳。

聚乙烯吡咯烷酮链段长度依赖的钙钛矿结晶动力学和电致发光研究

基于低温溶液工艺的钙钛矿发光二极管由于低成本,高色纯度,宽色域等优势受到广泛关注。然而,在溶液结晶成膜过程中,钙钛矿晶粒无规形核、快速生长,导致薄膜存在大量的针孔和缺陷,严重影响器件性能。本文通过原位荧光和结构表征技术证实,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加剂在特定的链段长度下,能优化调控钙钛矿结晶动力学,延缓晶粒生长速度,使得钙钛矿薄膜粗糙度由1.489 nm降低到0.954 nm,缺陷密度从1.55×10^(18)cm^(-3)降低至1.05×10^(18)cm^(-3)。相应地,薄膜荧光量子产率从16.9%提升到58.9%,器件外量子效率从8.55%提高到了18.00%。本文通过原位表征技术,全方位解析了添加剂分子结构对钙钛矿结晶动力学的调控机理,为添加剂分子的优化设计提供了直观依据。

纵波双晶直探头检测中厚钢板近表面缺陷的试验研究

中厚钢板的超声检测常采用纵波双晶直探头,根据双晶直探头原理,阐述焦距的选择原则,针对双晶直探头检测钢板近表面缺陷的能力进行试验和分析。试验结果表明:随着焦距的增加,双晶直探头对近表面缺陷的检测灵敏度逐渐降低;焦距为5~10 mm的双晶直探头有利于检测近表面缺陷。因此,为实现中厚板全体积检测,应选用两种不同焦距的双晶探头相互补充。

一种六角点阵结构的金线填充偏振分束器

目的基于光子晶体光纤的特殊结构,设计一种六角点阵结构的金线填充偏振分束器。六角点阵结构和金线填充设计有利于获得高双折射,使其具有更小的耦合长度,有利于器件小型化。方法利用矢量光束传播法设计,并对偏振分束器的特征性能参数进行了数值计算分析。结果当偏振分束器的周期Λ=1.14μm,相对孔间隔比d/Λ=0.733,椭圆率为0.78时,该光子晶体光纤偏振分束器的长度为369.24μm,在1.55μm处消光比为-37.8 dB,低于-10 dB消光比的带宽为18.9 nm。结论计算结果表明,通过金线填充的光子晶体光纤,获得了短耦合长度、宽工作带宽的偏振分束器。

基于聚合物突起的液晶透镜阵列

提出了一种基于聚合物突起液晶透镜阵列。该液晶透镜阵列的周期性聚合物突起上镀有氧化铟锡透明电极,利用介电层抹平相剖面,通电状态下在液晶层内部产生沿透镜孔径呈线性变化的垂直电场,在液晶层内形成了呈中心对称的梯度折射率分布,从而使液晶层对入射光线有聚焦作用。优化后的液晶透镜阵列采用较薄的液晶层,大幅缩短了液晶透镜阵列的响应时间。所提液晶透镜阵列具有工作电压较低、电极简单、基板内部侧平面化和液晶层厚度均匀等优点。仿真结果表明,通过改变驱动电压,该液晶透镜阵列的焦距可以从无穷大连续调节到1.28 mm。

低掺杂浓度Nd:YVO_4激光器的输出特性研究

在对Nd:YVO_4晶体的掺杂浓度和晶体长度对激光器性能的影响进行了分析后,报道了利用掺杂浓度为0.3at％,通光长度为10mm的Nd:YVO_4晶体作为增益介质,带光纤耦合的激光二极管端面抽运的Nd:YVO_4激光器。在抽运功率为27.365W时,获得了14.85W的TEM_(00)模输出,光一光转换效率为60.49％,斜效率达64.5％。

Cu-12%Al线材连续定向凝固最大稳态拉坯速度

将结晶器移出感应加热器,使连续定向凝固时固液界面控制在结晶器出口;结合传热边界条件,求解连续定向凝固熔体区、液/固界面、空冷区和水冷区的一维稳态温度场方程,得出线坯最大稳态拉坯速度随熔体温度、结晶器长度、冷却距离和冷却水流量的变化规律;并基于直径为6 mm的Cu-12%Al(质量分数)线材制备的工艺条件,对理论解进行实验验证和讨论。结果表明:Cu-12%Al线材的最大稳态拉坯速度随熔体温度升高而降低,且降低速率逐渐减小,其中在1 150～1 300℃范围内降低37.3%;最大稳态拉坯速度随结晶器长度增加而增加,且增加速率逐渐减小,其中在20～40 mm范围内增加28.5%;最大稳态拉坯速度随冷却距离增加而降低,且降低速率逐渐减小,其中在4～12 mm范围内降低68.8%;冷却水流量在100～400 L/h范围内最大稳态拉坯速度变化不明显。当固液界面前沿温度梯度小于2.02℃/mm时,实际拉坯速度无法达到理论最大稳态拉坯速度;当固液界面前沿温度梯度大于4.17℃/mm时,最大稳态拉坯速度实验值和理论值吻合较好。

高双折射液晶化合物的研究进展

近年来,液晶器件的响应速度得到了很大的改善,响应时间已经从25ms减少到3ms甚至更短。虽然这种改善与液晶层厚度的变薄有关,但主要原因应该归因于新型液晶材料的发展和使用。色序液晶显示能产生更高质量的图像,但前提是必须有能快速工作的液晶材料。液晶材料的旋转黏度系数、双折射和液晶层的厚度是影响液晶器件响应时间的3个主要因素。本文以液晶双折射这一因素为主线,从液晶化合物结构的角度介绍了影响液晶双折射数值的若干因素,包括中心环结构、中心基团上的桥键、极性基团和侧位-F对液晶双折射的影响等,延长分子的π电子共轭长度能有效提高液晶的双折射。本文列举了国内外已合成的高双折射向列相液晶的分子结构及双折射值,最后对高双折射液晶的研究进行了展望。

水汽差分吸收激光雷达发射机935 nm高功率光参量振荡器

水汽分子的3ν强振动吸收带位于935 nm附近,差分吸收激光雷达在这个波段具有高探测灵敏度。不幸这一波段位于Ti:Sapphire激光器增益带宽的边缘和Cr:Alexandrite激光器增益带宽之外,染料激光器有较高的自发荧光成分而使其光谱纯度不高,光参量频率转换器可以用作该波段水汽差分吸收激光雷达的发射机。动态稳定的环形谐振腔中有一对走离补偿的、70.7°切角的KTP非线性晶体。它由种子注入单纵模Nd:YAG激光器的二倍频532 nm光脉冲泵浦,脉冲重复频率10 Hz。通过935 nm分布反馈半导体激光器种子注入和"ramp-hold-fire"方法,主动锁定光参量振荡器谐振腔的腔长。发射机平均输出功率达到4.5 W,脉冲长度6 ns,光(532 nm)-光(935 nm)转换效率大于17%,光频的短程和长程频率稳定性30 MHz(RMS)。光束质量M2大约7.8,光谱纯度可以达到99.9%。它将是空间探测大气水汽廓线遥感器的候选光源之一。

双轴晶体和频时晶体长度与允许参量分析

为了分析利用双轴晶体KTP与LBO对1064nm与1319nm激光和频产生589 nm钠黄光时的最佳晶体长度和允许参量,对非线性波耦合方程进行推导,得出和频条件下的小讯号解和高转换效率下的稳态解,并由稳态解得出激光功率密度与晶体长度的关系。由相位匹配条件通过级数展开推导出双轴晶体在和频情况下的允许参量,并且给出了晶体的温度匹配条件。结果表明,选择合适长度的晶体,可以使得和频转换效率尽可能的提高,LBOⅠ类匹配和KTPⅡA类匹配优于其它匹配类型,LBO在32.84℃能到达温度匹配。

温度及矿化剂对水热法合成In_2O_3晶体的影响

采用水热法,以In(OH)3为前驱物,纯水或添加1mol/LKOH和5mol/L KOH分别作矿化剂,填充度为35%,分别在200℃、250℃和350℃条件下反应24h合成了In(OH)3、InOOH和In2O3晶体。研究了在不同温度和使用不同矿化剂时,In(OH)3、InOOH、In2O3相转化规律,并对它们的形貌进行了分析。实验发现:在纯水条件下,200℃时,In(OH)3未发生晶相转化和明显的二次结晶过程,晶体无特定形貌;在250℃、350℃时,晶体转化为InOOH。当矿化剂浓度为1mol/L KOH和5mol/L KOH,温度为200℃时,In(OH)3晶体出现了二次晶化,特别是在5mol/LKOH时,最大晶体尺度达到20μm,最小晶体仅为200nm;当温度达到250℃时,生成InOOH晶体和少量In2O3。超过350℃,水热反应生成立方铁锰矿相In2O3,晶体边长超过50μm,显露{001}、{010}、{100}以及{101}等晶面。

LD泵浦的新型全固态Yb:YAB激光器光学特性的计算

对一种新型自倍频激光晶体Yb:YAB的能级结构和光谱特性作了分析,利用准三能级的耦合速率方程,得出了LD端面泵浦条件下激光输出的解析表达式。讨论了晶体温度,晶体的有效光学长度,以及输出镜的反射率等因素对激光输出强度和发光阈值的影响。从理论上对LD端面泵浦的新型全固态Yb:YAB激光器的光学特性进行了系统的计算和分析。

激光二极管端泵平板Nd:GdVO_4晶体热效应

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:GdVO4激光晶体在激光二极管阵列端面抽运时的导热微分方程。通过对方程的求解,得到了Nd:GdVO4晶体内部温度场解析式和热透镜焦距随抽运光半径和功率变化的分布关系。温度场的数值模拟表明:当泵浦光功率P=30W、泵浦区域为1mm×1 mm时,晶体在x,y,z方向的最高相对温升分别为104 K、31 K和31.8 K;若令z=0和x=0,则xy和xz面处的温度场分布类似于倒鼻型,这两个面上最高相对温升均为104 K;若令x=0,则yz面上的温度场分布类似于波包,此面处最高的温升为31 K左右;热透镜焦距的数值模拟给出了热透镜效应随抽运光功率和泵浦光半径变化的趋势。此方法也可以应用于其他激光晶体的热问题研究中,为有效解决激光系统热问题提供了理论依据。

晶体长度对倍频效率的影响

从理论和实验上分析研究了倍频晶体长度对倍频转换效率的影响,指出在一定的泵浦光强下,适当选择最佳晶体长度,可以有效地提高倍频转换效率。

非晶和纳米ZrO_2·Y_2O_3的EXAFS研究

利用扩展X射线吸收精细结构技术对用化学共沉淀法制备的非晶和纳米ZrO2·1 5 %Y2 O3 体系进行了研究 .分析显示 ,在从非晶态向纳米结构晶化的过程中 ,最近邻的Zr O配位层的配位数和键长没有发生明显的改变 ,说明 30 0℃时已经形成和90 0℃相同的最近邻局域结构 .而对于Zr Zr(Y)配位层 ,随着晶粒尺寸的减小 ,配位数明显降低 ,键长显著缩短 ,具有比Zr O配位层更大的无序 .这些结果表明晶粒尺寸的变化对于较远配位层的影响要比对最近邻的影响大得多 .

渐变空气孔双芯光子晶体光纤特性研究

为进一步开发新型光耦合器件,利用全矢量有限元法和平面波展开法分析了一种包层空气孔直径渐变的双芯光子晶体光纤,得到了其耦合长度、耦合系数以及色散系数随波长和结构参数的变化曲线。数值分析结果表明,与普通包层等空气孔结构光纤不同,此种结构的光子晶体光纤在一个极宽的波长范围内(0.4μm^2.4μm)耦合长度极短,耦合特性极强。当波长位于0.9μm^2.0μm之间时,具有近零超平坦色散特性。这种新型结构的双芯光子晶体光纤在光通信系统和光耦合器件的设计方面具有重要的应用价值。

Nd:YAG调Q激光脉冲抽运的Cr^(4+):Mg_2SiO_4激光器的研究

采用Nd:YAG调Q激光器输出的1.06μm光脉冲抽运Cr4+:Mg2SiO4晶体,实现Cr4+:Mg2SiO4激光器的增益开关运转。从理论和实验上分析了抽运光采用不同焦距的透镜聚焦和Cr4+:Mg2SiO4激光器采用不同腔长时,抽运光和振荡激光的模式匹配,以及模式匹配与激光器光-光转换效率之间的关系。在最佳的实验条件下,得到中心波长约为1.22μm,能量和脉宽分别为10mJ和8.2ns的激光脉冲,其光-光转换效率达到20%。

双空芯光子晶体光纤温度传感特性研究

分析双空芯光子晶体光纤在填充高温度系数折射率敏感介质后的温度特性.应用全矢量有限元法研究温度对其模场分布、等效折射率、耦合长度及限制损耗的影响.结果表明,耦合长度随温度升高递减,限制损耗随温度升高递增.当结构一定时,短波长条件下,双空芯光子晶体光纤具有更好的温度敏感特性.