High-quality-factor EH modes in microcylinder resonators predicted by 3D FDTD simulation

The mode characteristis of a microcylinders with center layer thickness 0.2 mu m and radius 1 mu m are investigated by the three-dimensional (31)) finite-difference time-domain (FDTD) technique and the Pade approximation. The mode quality factor (Q-factor) of the EH71 mode obtained by 3D FDTD increase with the increase of the refractive index of the cladding layer n(2) as n(2) smaller than 3.17, and can be as large as 2.4 x 10(4) as the vertical refractive index distribution is 3.17/3.4/3.17, which is much larger than that of the HE71 mode with the same vertical refractive index distribution.

AlGaInAs-InPMicrocylinder Lasers Connected With an Output Waveguide

AlGaInAs-InPmicrocylinder lasers connected with an output waveguide are fabricated by planar technology. Room-temperature continuous-wave operation with a threshold current of 8 mA is realized for a microcylinder laser with the radius of 10 mu m and the output waveguide width of 2 mu m. The mode Q-factor of 1.2 x 10(4) is measured from the laser spectrum at the threshold. Coupled mode characteristics are analyzed by 2-D finite-difference time-domain simulation and the analytical solution of whispering-gallery modes. The calculated mode Q-factors of coupled modes are in the same order as the measured value.

平面工艺制作的定向输出微腔半导体激光器

光学微腔中偶极子自发辐射受到空间和频谱调制,能实现自发辐射增强或抑制效应,而且其有源区体积可以非常小,有利于极低阈值工作和极高的调制速率.在过去的二十多年来,垂直腔面发射激光器、回音壁模式(whispering-gallery mode)微腔激光器以及光子晶体微腔激光器三类光学微腔激光器的研究取得了很大的进展.回音壁模式微腔中,模式光线由于其在微腔界面的入射角大于全反射临界角而受到限制,是一种结构非常简单的光学微腔.微盘激光器作为典型的回音壁模式微腔激光器,可利用普通的边发射激光器外延片材料,采用半导体平面工艺制作,引起了人们很大的重视.但圆对称结构的微盘激光器易于实现回音壁模式的全反射限制,却难以得到定向的激光输出,限制了它的应用.人们往往采用局部破坏圆盘的对称性、整体变形以及消逝波耦合的输出波导实现微盘激光器的定向激光输出.在圆对称的微盘结构中,模式光线在微腔与空气界面上的入射角是恒定的,而在整体变形的圆盘中,如椭圆形微腔中,模式光线在界面的入射角则不断变化,并在某些位置上小于全反射临界角而折射出光学微腔,从而实现定向输出.这种变形微盘中模式光线往往具有混沌现象,因而吸引了人们的注意.

InGaAsP/InP正方形微腔激光器

采用平面工艺制作的定向输出微腔半导体激光器是集成光学回路的理想光源.近十几年来,以微盘为代表的回音壁模式(whispering-gallery mode)微腔激光器引起人们很大的重视.但圆对称的微盘激光器缺乏定向的激光输出,人们往往利用输出波导与微盘实现消逝波耦合或通过改变微盘的对称性来实现定向输出.最近几年,多边形微腔如正三角形、正方形、长方形、六边形等多边形光学微腔也引起人们的重视.多边形光学微腔中也能有高Q值的类回音壁模式.而且由于不具有圆对称性,其模式特性有利于简单地实现定向光输出.

Lasing of CdSSe quantum dots in glass spherical microcavity

Glass spherical microcavities containing CdSSe semiconductor quantum dots (QDs) of a few microns in diameter are fabricated using a physical method. When a single glass microspherical cavity is excited by a laser beam at room temperature, very strong and sharp whispering gallery modes are shown on the background of PL spectra of CdSSe QDs, which confirms that coupling between the optical emission of embedded QDs and spherical cavity modes is realized. For a glass microsphere only 4.6 mum in diameter, it was found that the energy separation is nearly up to 26 nm both for TE and TM modes. With the increasing excitation intensity, the excitation intensity dependence of the emission intensity is not linear in the double-logarithmic scale. Above the threshold value, the linewidths of resonance modes become narrower. The lasing behavior is achieved at relatively low excitation intensity at room temperature. High optical stability and low threshold value make this optical system promising in visible microlaser applications. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

固氮树木丛枝菌根真菌(AMF)遗传多样性的研究

丛枝菌根是自然生态系统中分布最广的内生菌根，在促进植物生存与生长、植被恢复以及生物多样性保护等方面有着非常重要的作用。 随着现代分子生物学技术的不断发展，丛枝菌根真菌研究得到空前发展。大量DNA分析新技术在丛枝菌根真菌的分子遗传、分类鉴定、种间及种内亲缘关系、菌株持久性等方面得到应用，与传统菌根研究方法相比，表现出巨大的优越性。 本项研究利用分子生物学技术和研究方法对中国吉林长白山地区非豆科固氮植物以及东北地区固氮树木的丛枝菌根真菌DNA分子多态性及其与宿主植物之间的相互关系等进行初步研究，旨在利用分子生态学理论和研究方法揭示丛枝菌根真菌多样性及其与宿主植物之间相互适应和协同进化的一般规律，为更好地保护和利用这一重要的微生物资源提供理论依据。 通过比较与筛选，建立起丛枝菌根真菌痕量DNA快速、简便、高效的提取纯化方法——改良CTAB法。经PCR检测，所得DNA满足进一步研究的要求。 根据丛枝菌根真菌18s rRNA 小亚基核基因片段的特点，利用“科”特异性引物进行半巢式标记PCR (Labelled Primers-PCR，LP-PCR) 及单链构象多态性（Single-Stranded Conformation Polymorphism，SSCP）分析技术研究了长白山赤杨在属水平上表现出的多样性。另外，利用巢式PCR-RFLP技术，分别对来源于长白山不同海拔的四种赤杨菌根样品的AMF侵染情况及其系统进化进行了研究。利用AMF特异性PCR技术对我国东北地区四种非豆科树木和5种豆科树木菌根侵染情况和系统发育规律进行了研究 研究结果显示：赤杨根内AMF存在丰富的基因多样性。AMF的侵染有从宿主混乱性向宿主专一性发展的趋势。 长白山地区赤杨属植物至少有东北赤杨、西伯利亚赤杨和色赤杨三个树种在其“属”的水平上与共生的球囊霉科（Glomaceae）至少一个“种” 的丛枝菌根真菌，即根内球囊霉（Glomus intraradix），在“种”的水平上表现出不相关于宿主海拔高度的某种相互选择性。 东北赤杨AMF菌的宿主专一性水平最强，球囊霉属已成为东北赤杨的优势侵染类群；对于其余三种赤杨，AMF则出现宿主混乱现象。宿主因素比海拔因素对AMF侵染特异性的影响更为重要。 豆科与非豆科样本的混乱性都比较强，在特定植物和AMF属之间无特异侵染规律，相对来说，非豆科树木比豆科树木对于AMF的选择性要更强一些，更倾向于和球囊霉属与无梗孢囊霉属的AMF构建共生体。

固氮树木丛枝菌根真菌（AMF）遗传多样性的研究

丛枝菌根是自然生态系统中分布最广的内生菌根，在促进植物生存与生长、植被恢复以及生物多样性保护等方面有着非常重要的作用。 随着现代分子生物学技术的不断发展，丛枝菌根真菌研究得到空前发展。大量DNA分析新技术在丛枝菌根真菌的分子遗传、分类鉴定、种间及种内亲缘关系、菌株持久性等方面得到应用，与传统菌根研究方法相比，表现出巨大的优越性。 本项研究利用分子生物学技术和研究方法对中国吉林长白山地区非豆科固氮植物以及东北地区固氮树木的丛枝菌根真菌DNA分子多态性及其与宿主植物之间的相互关系等进行初步研究，旨在利用分子生态学理论和研究方法揭示丛枝菌根真菌多样性及其与宿主植物之间相互适应和协同进化的一般规律，为更好地保护和利用这一重要的微生物资源提供理论依据。 通过比较与筛选，建立起丛枝菌根真菌痕量DNA快速、简便、高效的提取纯化方法——改良CTAB法。经PCR检测，所得DNA满足进一步研究的要求。 根据丛枝菌根真菌18s rRNA 小亚基核基因片段的特点，利用“科”特异性引物进行半巢式标记PCR (Labelled Primers-PCR，LP-PCR) 及单链构象多态性（Single-Stranded Conformation Polymorphism，SSCP）分析技术研究了长白山赤杨在属水平上表现出的多样性。另外，利用巢式PCR-RFLP技术，分别对来源于长白山不同海拔的四种赤杨菌根样品的AMF侵染情况及其系统进化进行了研究。利用AMF特异性PCR技术对我国东北地区四种非豆科树木和5种豆科树木菌根侵染情况和系统发育规律进行了研究 研究结果显示：赤杨根内AMF存在丰富的基因多样性。AMF的侵染有从宿主混乱性向宿主专一性发展的趋势。 长白山地区赤杨属植物至少有东北赤杨、西伯利亚赤杨和色赤杨三个树种在其“属”的水平上与共生的球囊霉科（Glomaceae）至少一个“种” 的丛枝菌根真菌，即根内球囊霉（Glomus intraradix），在“种”的水平上表现出不相关于宿主海拔高度的某种相互选择性。 东北赤杨AMF菌的宿主专一性水平最强，球囊霉属已成为东北赤杨的优势侵染类群；对于其余三种赤杨，AMF则出现宿主混乱现象。宿主因素比海拔因素对AMF侵染特异性的影响更为重要。 豆科与非豆科样本的混乱性都比较强，在特定植物和AMF属之间无特异侵染规律，相对来说，非豆科树木比豆科树木对于AMF的选择性要更强一些，更倾向于和球囊霉属与无梗孢囊霉属的AMF构建共生体.

~(133)Sm和~(149)Yb的β缓发质子衰变

利用40Ca+96Ru融合蒸发反应产生了近质子滴线核133Sm,配合氦喷嘴带传输系统采用“质子-γ”符合方法观测了它们的β缓发质子衰变,其中包括半衰期、质子能谱、第二代子核低位态之间的γ跃迁,并估计出衰变到第二代子核不同低位态的分支比．通过统计理论拟合上述实验数据,指认了133Sm的自旋宇称的可能范围．并用Woods-Saxon Strutinsky方法计算了限制组态的133Sm的核势能面,通过对比发现133Sm的自旋宇称可能有两种成分:5／2+和1／2-．这一结果与2001年发表的133Sm(EC+β+)衰变的简单衰变纲图是相容的．此外用同一方法分析了2001年Eur．Phys．J．A12: 1-4中发表的有关149Yb的β缓发质子衰变实验数据,由此指认了149Yb的基态自旋宇称为1／2-．

~(140)Tb和~(141)Dy的β缓发质子衰变以及~(143)Dy的自旋宇称

利用40Ca+106Cd融合蒸发反应产生了近质子滴线核140Tb和141Dy,配合氦喷嘴带传输系统采用“质子-γ”符合方法观测了它们的β缓发质子衰变,其中包括半衰期、质子能谱和衰变到第二代子核不同低位态的分支比．通过统计理论拟合提取了140Tb和141Dy的基态自旋宇称分别为7±和9／2±．另一方面,用Woods-Saxon Strutinsky方法计算了这两种核限制组态的势能面,由此得到140Tb和141Dy的基态自旋宇称分别为7+和9／2-．此外用同一方法还计算了143Dy的核势能面,从中看出143Dy存在有自旋宇称为1／2+的基态和一个激发能为198keV的11／2-的同质异能态．该结果与2003年Eur．Phys．J． A16:347-351中的143Dy衰变实验数据相符．

进一步指认近质子滴线核~(129)Pm的衰变

20 0 4年曾报道过利用4 0 Ca + 92 Mo融合蒸发反应产生了近质子滴线新核素12 9Pm ,并首次观测到它 (EC + β+)衰变产生的能量为 99keV的γ射线 .为了进一步确认上述指认 ,以下提供了三方面的新证据 :1)在 16 4— 190MeV能量范围内测量了 99keV衰变γ射线的激发函数 ;2 )进行了交叉反应36 Ar + 96 Ru的实验 ,观察到了相同的 99keV衰变γ射线 ;3)用Woods SaxonStrutinsky方法计算了12 9Pm的核势能面 ,其基态自旋宇称被预言为 5 / 2 - ,所以12 9Pm的 (EC + β+)衰变有利于馈送到子核12 9Nd的 5 / 2 - 的低位态 ,这也与前期报道相符 .

质子滴线附近的β缓发质子衰变

简要回顾了我们小组在 1996~2004 年中发表的有关质子滴线附近β缓发质子衰变的实验结果, 即运用氦喷嘴快速带传输系统 +“p-γ”符合方法, 在稀土区质子滴线附近首次观测了 9种新核素的β缓发质子衰变, 在 A= 90 核区的 N = Z线附近获得了 5 种核素的β缓发质子衰变的新数据. 同时着重补充了一些重要的实验技术细节. 汇总了这 14 种核素的半衰期、自旋、宇称、形变以及生成反应截面的实验结果, 并与流行的核模型理论预言进行了系统的对比讨论. 从中看出:(ⅰ) Mo, Rh 以及“等待点”核 Ru 和 Pd 半衰期的实验值比近期 M?ller 等 85 92 89 93人的宏观-微观理论预言值长 5~10 倍, 因而明显地影响天体 rp-过程的核素丰度;(ⅱ) 实验指认的质子滴线核 Ho 和 Pm 的自旋和宇称, 与流行理论预言不符, 142 128但用 Woods-Saxon-Strutinsky 方法计算得到的位能面可以解释自旋和宇称的实验值; (ⅲ) 实验估计的 9 种稀土核的生成截面比通用的 Alice和 HIVAP 程序的计算值要小 1～2 个数量级.

丰中子核中的中子势能特性

利用Skyrme Hartree Fock势和Woods Saxon势 ,选取稳定核4 8Ca和丰中子核60 Ca ,对中子平均场势能进行了研究 ,并给出了其特性 .发现丰中子核60 Ca的SHF势与Woods Saxon势在核表面区域相当符合 ,但在核表面以外有相当大的差距 .SHF势在表面以外部分比表面区域呈现出更大的弥散度 ,而原有的Woods Saxon势不能描述这一特征 .为此 ,对Woods Saxon势形式进行了修正 ,经过验证 ,修正的Woods Saxon势能正确地描述丰中子核的中子晕特性 .

~(93)Pd的β缓发质子衰变

通过58 Ni(40 Ca ,3n2p)反应合成等待点核93 Pd ,采用氦喷嘴带传输系统加p γ符合 ,观测到了它的 β缓发质子衰变 ,测得其半衰期为 (1.3± 0 .2 )s .采用统计模型计算拟合了实验测得的 β缓发质子能谱和布居到质子发射体子核不同终态的分支比 ,指认了93 Pd的基态自旋为 9 2 .用Woods XasonStrutinsky方法计算了93 Pd的核位能面 ,其结果表明93 Pd基态自旋宇称可能为 9 2 + .

稀土区质子滴线核~(142)Ho的β缓发质子衰变

通过重离子引起的核反应106Cd(40Ca,p3n)合成了新的β缓发质子先驱核142Ho,并且配合氦喷嘴快速带传输系统用“p-γ”符合方法对它进行了首次鉴别.观测了142Ho的β缓发质子衰变,测定其半衰期为(0.4±0.1)s.利用统计模型拟合实验估计的对质子女儿核141Tb中末态的相对分支比和缓发质子能谱,142Ho的基态自旋被指认为5,6或7.用Woods-Xason Strutinsky方法计算了142Ho的核位能面,其结果支持指认142Ho的基态自旋宇称为7-.作为副产品,还首次观测到了来自先驱核139Gd,140Tb,142Tb和143Dy的β缓发质子衰变产生的质子女儿核中的一些γ跃迁.