1 上海应用技术大学 化学与环境工程学院 上海 201400
2 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
3 上海大学 材料科学与工程学院 上海 201900
包埋渗铝技术是制备阻氚涂层常用工艺，其中形成的Fe-Al渗层微观组织对最终形成Al2O3涂层的阻氚性能有重要影响。选取AlCl3（1 wt%）为催化剂，在316L不锈钢基体表面上开展了粉末包埋渗铝工艺试验，采用扫描电镜、X射线能谱分析、X射线衍射等测试手段，分析了渗铝温度和保温时间对基体表面Fe-Al渗层的相结构、微观结构、成分组成的影响，并建立了渗铝过程的动力学模型。试验结果表明：渗铝层由铁铝相组成，存在一定量的铁铝铬、铁铝镍析出物；高的渗铝温度有利于渗铝层的生长，1 023 K以上渗铝层出现明显分层现象；延长渗铝时间能够提高Fe-Al渗层的厚度，但对其物相组成没有影响。根据以上结果，对Fe-Al渗层形成过程进行动力学分析，发现渗铝温度对渗层生长速率的影响符合Arrhenius关系，获得了316L不锈钢包埋渗铝的Arrhenius活化能约为79.23 kJ·mol-1。同时，拟合出了渗铝时间与涂层厚度的关系式为h=14.585t1/2+19.514。
阻氚涂层 包埋渗铝 Fe-Al渗层 催化 扩散动力学 Tritium permeation barrier Pack aluminizing Fe-Al layer Catalysis Diffusion kinetics 
1 许昌学院食品与药学院, 河南 许昌 461000
2 西北农林科技大学食品科学与工程学院, 陕西 杨凌 712100
采用荧光光谱法、 同步荧光光谱法、 三维荧光光谱法、 紫外光谱法以及分子对接法研究了柠檬黄与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。 柠檬黄与BSA相互作用的荧光光谱分析表明柠檬黄能有效猝灭BSA的内源荧光, 根据Stern-Volmer方程计算得到柠檬黄对BSA的荧光猝灭常数KSV随着温度的升高而逐渐降低, 表明柠檬黄对BSA的荧光猝灭过程属于静态猝灭; 通过静态猝灭双对数公式计算结合常数KA为4.335×107 L·mol-1(293 K), 结合位点数n约为1, 说明柠檬黄与BSA有很强的结合能力, 且形成了一个结合位点; 根据Van’t Hoff方程确定柠檬黄与BSA结合过程中的热力学参数ΔH=-154.5 kJ·mol-1, ΔS=-387.8 J·mol-1·K-1, ΔG<0, 两者之间的作用力主要为氢键和范德华力, 且该结合过程是自发进行的; 根据Förster非辐射能量转移理论计算得到结合距离r为3.310 nm, 说明柠檬黄与BSA相互作用过程中发生了非辐射能量转移; 同步荧光光谱分析表明, 随着柠檬黄浓度的增加, Tyr残基和Trp残基的荧光强度都逐渐降低, 表明Tyr残基和Trp残基均参与了柠檬黄与BSA的作用过程; 三维荧光光谱分析表明柠檬黄的加入引起peak 1和peak 2的峰强度显著降低, 同时peak 2的发射波长发生了变化, 表明BSA的肽链结构发生了改变; 随着柠檬黄浓度的增加, BSA的紫外吸收峰峰值逐渐增大; 光谱分析结果表明柠檬黄与BSA的结合使BSA的构象发生改变, 从而改变Trp残基和Tyr残基周围微环境, 导致其发光效率降低; 分子对接表明柠檬黄结合在BSA的Ⅲb亚域, 柠檬黄周围的氨基酸残基主要包括: Phe506, Thr507, Ala527, Leu528, Met547, Gly571, Pro572, Leu574, Val575, Thr578。 柠檬黄与BSA间主要通过范德华力与极性不带电荷的Thr507, Thr578残基作用。 苯环磺酸基O与Thr507残基侧链—OH的H形成氢键。 柠檬黄周围也存在非极性氨基酸残基, 因此, 疏水作用也可能是柠檬黄与BSA间非共价作用方式之一。 该研究有助于了解柠檬黄与BSA的作用机制, 为揭示柠檬黄在生物体内的分布、 代谢及毒理作用机制等提供参考。
柠檬黄 牛血清白蛋白 多光谱法 分子对接 Tartrazine Bovine serum albumin Multispectral method Molecular docking
电子科技大学 光电科学与工程学院，四川 成都 610054
近红外光电探测器在夜视监控、生物医学、环境监测等诸多领域有广泛应用。由于二维石墨烯材料具有独特性质（零带隙结构、高载流子迁移率、功函数可调）使其在红外探测领域具有巨大潜质。为了充分利用石墨烯的优势，并克服其吸收率低、暗电流噪声大的不足，研究者利用局域场调控设计混合结构以提高红外探测器性能。文中总结了局域场增强石墨烯近红外光电探测器的研究成果，介绍了单吸收层局域场增强器件并分析基于不同类型感光材料器件的优缺点，进一步介绍了双吸收层局域场增强器件，对笔者所做的双吸收层器件中电流极性等相关研究进行了简述。最后对局域场增强探测器相关功能拓展领域研究进行了简介，对该类器件的发展趋势进行了简要的总结和展望。
红外探测器 局域场 光栅效应 石墨烯 infrared photodetector localized field photogating effect graphene 红外与激光工程
2022, 51(1): 20210823
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
当星敏感器在动态条件下工作时, 在成像的过程中星点会因能量的分散而出现运动模糊现象, 导致图像的信噪比降低, 星点的模糊区域很难被提取, 从而降低了星点质心的定位精度, 严重影响星敏感器的姿态测量精度。为此, 文中提出了一种基于区域滤波的模糊星图复原方法, 在有效提高图像信噪比的同时可提高星点质心的定位精度。首先, 根据星敏感器的工作特性, 建立了不同工作条件下星点质心的运动模型。然后, 根据运动模型确定星点质心的运动轨迹, 进而提取星点的模糊区域, 再利用图像处理算法对模糊区域内外的图像分别进行预处理。最后, 利用图像复原算法对模糊星图进行复原。实验结果表明: 在2(°)/s的动态条件下, 区域滤波算法能够有效提高模糊星图的信噪比, 并且复原图像中星点质心的定位误差不超过01 pixel, 可以满足星敏感器对高质心定位精度的要求。
星敏感器 运动模糊 区域滤波 图像复原 star sensor motion blur region filter image restoration
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
随着星敏感器探测灵敏度的提高, 导航星表中恒星的数量急剧增加, 导致星图识别的识别速度和识别率降低。因此, 为了提高星图识别的识别速度和识别率, 文中在三角形算法的基础上提出了一种基于多特征匹配的快速星图识别算法。首先, 采用天球的内接正二十面体法对预处理后的星表进行分区。然后, 将特征三角形的边长以及外接圆和内切圆半径的乘积作为特征值构建导航特征库, 并根据后者的哈希函数对特征库进行分块。在识别的过程中, 利用观测三角形外接圆和内切圆半径乘积的哈希函数实现导航特征库子块的快速定位, 并在该子块内采用多特征匹配的方法得到观测三角形的识别结果, 最后根据该结果确定星敏感器视场所包含的天球子区域, 并在子区域内完成视场中其它导航星的识别。实验结果表明, 文中算法的识别性能与导航特征库的分块数有关, 在选择合适的分块数后, 与常用三角形算法相比, 算法在识别速度, 识别率以及对星等误差和假目标的鲁棒性等方面具有明显的优势, 算法的平均识别时间和识别率分别为17.161 ms和98.58%, 满足星敏感器对高识别速度和识别率的要求。
星敏感器 星图识别 天球分区 多特征匹配 star sensor star identification celestial partition multi-feature matching
电子科技大学 光电科学与工程学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
在室温太赫兹探测技术领域中, 热敏微桥结构的太赫兹探测器具有探测波段宽、阵列规模大、集成度高、实时成像等显著特点。文中对室温太赫兹探测技术、基于热敏材料的太赫兹探测技术国内外发展现状进行了综述, 分析了基于氧化钒薄膜微桥结构的非制冷长波红外焦平面探测技术, 存在着太赫兹波低吸收探测性能弱的不足, 针对太赫兹波探测进行优化设计, 同时介绍了电子科技大学在太赫兹探测阵列吸收结构方面的部分研究工作。
非制冷红外焦平面探测器 微桥结构 太赫兹探测器 金属吸收薄膜 uncooled infrared focal plane array detector microbolometer structure terahertz detector metal absorption thin film 红外与激光工程
2019, 48(1): 0102001
北京市医疗器械检验所体外诊断检验室, 北京 101111
目的：建立全自动发光免疫分析仪关键模块的性能评价方法。方法：对市面上主流的15家企业生产的30个不同型号的全自动发光免疫分析仪的原理、结构、操作进行了调研, 建立了仪器加样系统、孵育系统、清洗系统和检测系统各模块的性能评价方法, 按该方法对各仪器进行了测试。结果：孵育系统：所有仪器温度控制正确度在(37±0.5) ℃, 波动度不超过0.5 ℃; 加样系统：各型号仪器的样品针和试剂针量程差异大, 样品针最小加注量从5 μL到40 μL, 最大加注量从20 μL到300 μL, 试剂针最小加注量从5 μL到50 μL, 最大加注量从47 μL到450 μL。无论是样品针还是试剂针, 当加注量＞10 μL时, 大部分仪器能满足偏倚不超过10％, CV不超过3％; 当加注量＞50 μL时, 大部分仪器能满足偏倚不超过5％, CV不超过2%。加注量越小, 对仪器要求越高, 技术实现难度越大, 少数仪器不能达到其声称的最小加注量(＜10 μL); 检测系统：所有仪器均能满足声称的噪声要求, 仪器的线性范围满足临床需要, 均不小于3个发光值数量级, 有的甚至达到6个数量级, 少数仪器精密度(CV)超过3%、稳定性(偏倚)超过5%, 需进一步改进; 清洗系统：某些仪器的携带污染率超过10×10-6。结论：建立了发光免疫分析仪关键模块的性能评价方法, 通过测试证明了方法的适用性和可操作性。
全自动发光免疫分析仪 关键模块 性能评价 automatic luminescence immunoassay analyzer system modules performance evaluation protocol
1 苏州科技大学虚拟现实智能交互及应用技术重点实验室, 江苏 苏州 215009
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
3 中国白城兵器试验中心, 吉林 白城 137000
为解决传统紫外光能量计所存在的功耗大、成本高、精度低以及设计复杂等问题, 提出一种基于双补偿机制的电流积分型低功耗紫外能量检测方案。该方案利用低功耗单片机实现对紫外光能量的计算; 紫外光电探测器输出的电流通过电流积分模块转换为方波脉冲; 放电补偿电路和环境光补偿电路对电流积分模块进行误差校正, 提高检测精度; 主控制器对脉冲数进行统计, 计算能量大小; 充分利用低功耗模式优化显示程序, 显示程序不使用芯片驱动, 而是采用微处理器直接驱动, 使显示程序的功耗进一步降低。实验证明: 该方案功耗不超过165 μW, 对紫外光能量值的检测误差小于1%, 电路复杂度低, 使用芯片成本低, 具有很强的续航能力和很高的实用价值。
测量 光能量检测 低功耗 双补偿 高精度 激光与光电子学进展
2017, 54(10): 101202
1 西安邮电大学,通信与信息工程学院
2 西安邮电大学,电子工程学院, 西安 710121
针对无线通信网络近些年出现的大数据量信号的情况,在对信号采样的同时进行适当压缩, 利用合适的重构算法实现了用少量的采样值或观测值对信号进行重构。在原有基于OMP(正交匹配追踪)的压缩感知重构算法的基础上引入AS(交替步长), 提出一种新的改进算法——GP-OMP(梯度正交匹配追踪)算法。实验结果表明, 该改进算法利用前一感知时刻获得的频谱信息, 不仅能有效地降低重构算法的计算量, 还能有效地减少重构耗时, 并得到与原有方法基本一致的重构效果。
重构算法 压缩感知 交替步长 频谱感知 reconstruction algorithm compressed sensing alternately step spectrum sensing
