硅光技术凭借其CMOS兼容性和高集成度等突出优势，被认为是最具发展潜力的新一代光子集成主流技术，在全球范围内受到极大关注。近年来，无源/有源硅光器件及其集成芯片研究均取得了重要进展。而随着光通信、光互连、光传感、光测量及光计算等新兴领域的飞速发展，硅光技术迎来了更为广阔的应用空间。与此同时，硅光器件及芯片也面临着更高性能、更高密度和更大规模等重要挑战。本文聚焦于面向波分复用、偏振复用、模式复用及混合复用等应用的高性能无源硅光波导器件，重点阐述了其性能突破及功能拓展，并探讨了硅光波导器件的发展前景。

为了获取相对稳定的温度场, 通过实验得到了不同比例下甲烷-氧气预混火焰温度场的变化情况, 并分析了甲烷质量分数对该预混火焰温度场的影响。借助Mckenna燃烧器, 采用数字全息技术, 获取不同甲烷-氧气比下预混火焰温度场的干涉条纹图像, 利用巴赫沃斯低通滤波降低经过预处理的图像的散斑噪声; 通过改进的四向最小二乘解包裹法提取温度场相位分布信息, 根据相位与温度的理论关系, 取得了相应的温度信息数据, 并利用B型热电偶进行了实验验证。结果表明, 利用该方法测得的温度与相同条件下热电偶测得的温度变化基本一致, 证明了数字全息技术测量温度场的可行性; 甲烷与氧气质量分数之比为0.9时, 其温度变化约为10K, 相对其它工况, 其温度场分布最为稳定。该研究为甲烷-氧气预混燃气的相关研究和Mckenna燃烧器的应用提供了理论基础。

研究不同分化的食管癌细胞Cx43蛋白的表达和空间定位及其对食管癌细胞的生物学行为的影响。应用合适的荧光探针和激光扫描共聚焦显微镜, 通过单粒子跟踪图像分析, 检测Cx43蛋白荧光团在食管癌细胞中的表达和分布。Cx43在高分化食管鳞癌EC9706中的分布与EC109细胞相似, 特别是细胞膜呈现明显的荧光团; 近细胞膜Cx43蛋白含量相对细胞质增高, 具有在细胞膜构建细胞通信的结构基础, 预示着细胞向良性发展的趋势。低分化食管鳞癌KY150细胞和食管癌SHEEC细胞中Cx43蛋白的荧光团主要分布在近核膜的细胞质中, 较少分布在细胞膜附近;近核膜的Cx43蛋白含量比近细胞膜的含量高, 说明Cx43蛋白在细胞质中的滞留状态。研究显示SPT图像可以直观地示踪Cx43蛋白荧光团在食管癌细胞中的分布, 从而确定Cx43蛋白在不同分化的食管癌细胞中表达及定位的痕迹。

多组分复杂体系的红外光谱由于成分多样、 谱带严重重叠、 背景干扰等导致谱图特征减弱, 且体系中的红外光谱往往不是各组分光谱的简单叠加, 需要借助于化学计量学技术以实现解析。 基于朗伯-比尔定律（Lambert-Beer law）并且随着衰减全反射（ATR）技术取样普及, 结合偏最小二乘回归法（PLS）、 人工神经网络（artificial neural network, ANN）等化学计量法将数据进行累积、 特征提取以及校正建模等工作解决红外光谱中严重重叠和非线性等问题, 再采用二次测量定量分析已初步具有应用成效, 而有效增强信息量表达, 降低背景、 噪声干扰, 减少复杂的计算过程, 进而保证定量分析结果的可靠性, 则成为研究的主要方向。 通过讨论光通道和背景对光谱强度变化的影响, 结合向量角度转换提出一种新的近似线性定量方法。 经初步理论计算, 发现多组分混合物与该混合物中待测组分的相对含量二者间的向量夹角值存在一定的关系, 而该关系并不受批次制样的影响, 进一步通过高斯曲线模拟混合信号, 充分说明选择合适的波长范围, 二者在一定范围内存在线性相关性, 相关性不受测量条件变化的影响。 采用KBr压片法, 向待测样品中逐步加入待测组分得到混合样本, 分别得到待测组分光谱与混合样本光谱信号, 先将其进行一阶求导, 消除加性误差后, 再将其转化为空间向量角度, 消除批次制样中光程差异, 再以百分比定义待测物样品的含量, 所得到混合样的夹角值与其中所含参照品含量成简单线性关系, 即以计算结果夹角值与含量作标准曲线, 实现定量分析。 本测量方法用于三氯蔗糖（Sucralose, TGS）与三氯蔗糖-6-乙酸酯（4,1,6-trichloro sucrose-6-acetate, TGS-6-A）二者进行一定比例混合（双组分体系）, 以及TGS-6-A的脱酰产物（多组分体系）中的TGS的含量定量分析, 在两种体系中定量均得到令人满意的结果, 所建立标准曲线的相关系数r均达到0.995 0以上, 相对误差均低于8.0%, 所建立的分析方法对利用中红外透射光谱分析研究多组分样品具有重要的参考价值。

为了解2017年—2018年非采暖季、 采暖季PM2.5污染较轻时期和采暖季PM2.5污染较重时期太原市城区大气PM2.5及其附着的15种金属及类金属元素（铝、 砷、 钙、 镉、 铬、 铜、 铁、 钾、 镁、 锰、 钠、 镍、 铅、 钒和锌）的分布特征及主要来源, 在太原市城区的尖草坪区解放北路、 迎泽区新建南路和双塔寺街三个监测点使用中流量颗粒物采样器连续采集6 d且每天不少于20 h的大气PM2.5滤膜样品。 PM2.5滤膜样品用微波消解法进行前处理后, 使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测其中15种金属及类金属元素的含量。 通过描述性统计方法分析和比较三个监测点大气PM2.5及其附着的15种金属及类金属元素日均浓度在时间和空间上分布的差异, 进一步采用富集因子法和主成分分析法分析其聚集特征和主要来源。 结果发现各采样点大气PM2.5及其附着的15种金属及类金属元素的日均浓度在整体上呈现的趋势为: 采暖季污染较重时期＞采暖季污染较轻时期＞非采暖季; 各监测期大气中PM2.5及其附着的大多数金属及类金属元素的日均浓度在3个监测点间无显著性差异（p＜0.01）; PM2.5上附着的15种金属及类金属元素的主要来源在非采暖季是土壤扬尘、 建筑扬尘和冶金工业, 其贡献率分别为32.03%, 30.52%和18.26%, 在采暖期污染较轻时, 主要来源是建筑、 土壤和冶金工业的混合源、 建筑和生物质燃烧混合源以及土壤, 其贡献率分别为37.98%, 37.05%和16.55%, 在采暖期污染较重时, 主要来源是建筑和生物质燃烧混合源, 建筑、 土壤和冶金工业的混合源以及土壤, 其贡献率分别为40.62%, 35.52%和13.96%。 与往年的相关研究结果相比, 虽然近年来太原市对PM2.5的污染源如冶金工业、 机动车和燃煤等的污染物排放控制有所成效, 但还应进一步加强对生物质燃烧、 土壤扬尘、 建筑扬尘和冶金工业污染源的管控措施。

人体血液和尿液等生物样品中元素含量, 能够有效反映不同途径元素暴露的体内负荷信息。 因此, 建立生物样本中精准、 快速和高通量的元素检测方法具有重要的卫生学意义。 目前应用较多的尿液前处理方法主要有消解法和直接稀释法, 这两种方法均有各自的不足。 以精准获得人体尿样中多元素含量为目的, 建立应用碰撞池技术（KED）的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法准确定量人体尿样中低浓度的锰（Mn）、 钴（Co）、 钒（V）、 铜（Cu）和锌（Zn）等21种无机元素含量的分析方法。 在直接稀释法基础上, 经水浴超声前处理后, 使用ICP-MS对尿样中21种无机元素进行分析, 研究了各待测元素在KED模式下背景等价浓度（BEC）的变化情况, 通过使用氦气为碰撞气, 应用动能歧视和氦气原子与干扰分子间的碰撞裂解降低多原子干扰等质谱干扰对测定的影响, 同时应用标准加入法和在线内标校正基质效应和信号漂移对测定的影响。 通过考察不同He流速对各元素BEC影响, 优化了碰撞气流速和Rpq, 选择He流速3.8 mL·min-1, Rpq=0.45为优化后的检测条件, 在此条件下获得21种无机元素的检出限介于0.004~12.08 μg·L-1之间, 各元素在0~200 μg·L-1范围内的线性相关系数（r）≥0.999, 方法具有良好的线性关系。 采用高低两水平加标回收实验来验证方法的准确度和精密度, 各元素加标回收率在81.8%~112.6%之间, 相对标准偏差（RSD）小于5%。 将该方法与《尿中多种金属同时测定电感耦合等离子体质谱法》（GBZ/T 308—2018）标准相比较, 待测无机元素的检出限和相对标准偏差等方法学指标均有较大改善。 本方法简便、 快速, 能够满足实验室日常尿样中多种无机元素的准确检测要求, 能够为突发公共卫生事件和临床人体尿样中多种微量元素的准确分析提供参考和依据。

采用C-V法, 根据C-2-V曲线和C-3-V曲线, 并结合C-V幂律指数k, 分析了T=25~-195 ℃温度范围内, 温度变化对GaN基蓝光发光二极管pn结类型的影响。实验结果表明: 当T为25 ℃和-50 ℃时, C-2-V呈明显的线性关系, 同时幂律指数k为0.5, 说明该温度范围内的pn结类型为严格的突变结; 而温度降低至-100 ℃时, k值变为0.45, 说明pn结类型开始发生变化; 当温度继续降低至-150 ℃和-195 ℃时, 幂律指数k分别为0.30和0.28, 说明pn结类型已经发生了变化, 变为非突变非缓变结。造成这一现象的原因是低温导致的载流子冻析效应, 以及晶体的缺陷和界面态形成的局域空间电荷区在低温环境下, 影响了pn结原来的空间电荷分布, 并改变了pn结类型。

目的: 研究食管癌细胞迁移到小鼠腹腔时肿瘤细胞周边微环境的变化。方法: 将食管癌细胞株EC109和/或诱导试剂植入小鼠腹腔, 利用组织化学的方法、荧光标记的肥大细胞蛋白酶和流式细胞术, 我们在小鼠模型观察肠组织的形态和腹腔的MC亚型的变化。 结果: 胰酶导致小鼠肠道平滑肌层和黏膜下层的组织增厚, 细胞间隙的增加可能有益于MC在组织移动或迁移进入腹腔; 它引起小鼠腹腔液的总MC增加, MCC亚型的相对比例增加, MCT亚型减少。EC109细胞不能明显地改变小鼠肠道组织的形态, 但它显著地引起腹腔MCT亚型的相对比例增加。结论: 根据肥大细胞内颗粒的类胰蛋白酶和类糜蛋白酶的差异表达, 可证实小鼠的MC亚型; 并且不同的诱导物可能影响腹部微环境的变化。目前的研究表明, 食道癌细胞可以诱导MCT (含有类胰蛋白酶)亚型迁移到小鼠腹腔, 造成肿瘤细胞周围的内部环境的变化。

当前航空装备普遍采用数字化研制模式，为引入可靠性仿真等先进技术带来了机遇。基于故障物理理论，以电子产品的设计信息和预期工作环境作为输入，利用建模与仿真方法对产品在寿命环境下的应力特性进行分析；结合应力损伤模型进行故障预计，得到产品的故障信息矩阵，从而提出了一种基于产品数字化样机的可靠性设计分析方法。针对某航空电子设备的应用验证结果表明，利用该方法可以发现产品可靠性薄弱环节，提出的具体预防对策可指导设计改进，达到消除潜在故障以提高产品可靠性的目的。