Experiment on Qinghai-Tibet railroad subgrade temperature monitoring based on FBG sensors

Qinghai-Tibet Railway is the longest and highest plateau railway in the world. A long term monitoring system of the stability of the subgrade in the permafrost regions should be put forward immediately to prevent damage to the railway. As it's very difficult to set up the long-distance automatic monitoring system which contains a lot of measure points along the 550 kilometers railway in the permafrost area, we present a subgrade temperature monitor system based on fiber Bragg grating (FBG). In this paper the principles of the FBG was presented, and the feasibility of the FBG sensors in the permafrost area of Qinghai-Tibet plateau was analysized. We embedded fifteen FBG temperature sensors and thermal resistance temperature sensors. A contrast experiment is made while the two kinds of sensors are arranged in the same position. The result of the experiment shows that the accuracy of the FBG temperature sensors is less than 0.1 degrees C. and the FBG sensors can do well in the measurement of pattern which the temperature varies with the depth of the permafrost soil. The result also shows the stability of the FBG sensors in the bad environmental condition of Qinghai-Tibet plateau, which proves the feasibility of the application of FBG sensors and our monitoring system on the Qinghai-Tibet railway.

A high-gain high-linearity wide-band low noise amplifier for terrestrial and cable receptions

This paper presents the design of a wide-band low-noise amplifier (LNA) implemented in a 0.35 mu m SiGe BiCMOS technology for cable (DVB-C) and terrestrial (DVB-T) tuner applications. The LNA utilizes current injection to achieve high linearity. Without using inductors, the LNA achieves 0.1-1GHz wide bandwidth and 18.8-dB gain with less than 1.4-dB gain variation. The noise figure(NF) of the wideband LNA is 5dB, its 1-dB compression point is -2dBm and IIP3 is 8dBm. The LNA dissipates 120mW power with a 5-V supply.

A direct digital frequency synthesizer with fourth-order phase domain Delta Sigma noise shaper and 12-bit current-steering DAC

This paper presents a direct digital frequency synthesizer (DDFS) with a 16-bit accumulator, a fourth-order phase domain single-stage Delta Sigma interpolator, and a 300-MS/s 12-bit current-steering DAC based on the Q(2) Random Walk switching scheme. The Delta Sigma interpolator is used to reduce the phase truncation error and the ROM size. The implemented fourth-order single-stage Delta Sigma noise shaper reduces the effective phase bits by four and reduces the ROM size by 16 times. The DDFS prototype is fabricated in a 0.35-mu m CMOS technology with active area of 1.11 mm(2) including a 12-bit DAC. The measured DDFS spurious-free dynamic range (SFDR) is greater than 78 dB using a reduced ROM with 8-bit phase, 12-bit amplitude resolution and a size of 0.09 mm(2). The total power consumption of the DDFS is 200)mW with a 3.3-V power supply.

Casting preforms for microstructured polymer optical fibre fabrication

A monolithic structured polymer preform was formed by in-situ chemical polymerization of high-purity MMA monomer in a home-made mould. The conditions for fabrication of the preforms were optimized and the preform was drawn to microstructured polymer optical fibre. The optical properties of the resultant elliptical-core fibre were measured. This technique provides advantages over alternative preform fabrication methods such as drilling and capillary stacking, which are less suitable for mass production. (c) 2006 Optical Society of America.

新型绿色荧光体ABLa(PO_4)_2:Ce, Tb研究(A = K, Na; B = Mg, Zn)

本工作完成了磷酸盐化合物ABLa(PO_4)_2的合成，这些磷盐均可在900 ℃左右合成；对其进行了结构测试与表征，发现这些磷酸盐属于单斜晶系独居石结构，与LaPO_4同构，具有很相近的晶胞参数；系统地研究了RE~(3+)离子(RE = Ce,Tb,Dy)在ABLa(PO_4)_2基质中的发光与能量传递规律，研究了Ce~(3+)、Tb~(3+)离子发光中心与基质晶格之间的相互作用，计算了这些稀土离子之间能量传递的临界距离Rc(dd)，结果表明ABLa(PO_4)_2基质中Ce~(3+)离子与基质晶格之间的相互作用属于中等程度耦合，Tb~(3+)离子与基质晶格之间的相互作用属于无辐射多声子过程，Ce~(3+)→Ce~(3+)、Ce~(3+)→Tb~(3+)能量迁移临界距离均与LaPO_4中相近，Ce~(3+) → Ce~(3+)相对于Ce~(3+) → Tb~(3+)属于快过程，Ce~(3+) → Ce~(3+)能量传递对ABLa(PO_4)_2:Ce,Tb荧光体的Tb~(3+)绿色发光起了重要的作用，ABLa(PO_4)_2基质是Ce~(3+)，Ce~(3+)-Tb~(3+)，Ce~(3+)-Dy~(3+)的优良发光基质；最后探讨了绿色荧光体ABLa(PO_4)_2:Ce，Tb的调制途径，主要研究了Ce~(3+)、Tb~(3+)离子的浓度效应，掺杂B_2O_3、Dy~(3+)、SiO_2对荧光体发光的影响及NH_4Cl的作用，结果表明Ce~(3+)、Tb~(3+)离子的适宜浓度分别为0.2～0.5和0.08～0.2，掺杂适量的B_2O_3、Dy~(3+)能很好地提高荧光体的发光，掺杂SiO_2、NH_4Cl不利荧光体发光。

有机／无机杂化材料的自组装表征及应用

杂化的纳米尺寸的有机／无机化合物开辟了材料科学的新纪元。作为新型功能材料，杂化的有机／无机杂化材料由于在光学、电子、机械、防护涂层、催化、传感器、生物等方面有潜在的应用前景而在材料科学领域引起广泛关注。杂多酸（POMs）作为一种重要的无机化合物，有特异的纳米尺寸结构，优越的物理化学性质和广泛应用价值，因此多酸化合物功能材料的研究引起人们足够的重视。最近，人们把更多的注意力集中到杂化的有机／无机杂化材料范围内，如何更有序的组装杂多酸，因为它们有着更有趣的电、磁、氧化还原和光学性质。1．在4-氨基苯甲酸修饰的玻碳电极表面，我们用层层组装方法制备了六钒取代的理杂多酸（PW6V6）多层膜。表面等离子（SP）技术和循环伏安（CV）法对多层膜进行了表征。结果表明，多层膜生长均匀，平均厚度为2.8nm，并且研究了多层膜对亚硝酸根伽02一）和浪酸根（BrO3-）的催化还原活性。2．研究了通过静电吸附作用，P2W17Fe和QPvP-Os交替组装多层膜。循环伏安（CV），电化学交流阻抗谱（EIS）和紫外一可见光谱（UV－vis）研究结果表明了这种多层膜是均一稳定的。多层膜对H2O2，BrO3-和NO2-有很高的催化活性。特别是EIS成功地监测多层膜的形成过程。随着层数增长，电子传输阻抗Rc，线性增加，氧化还原电对Fe（CN）63/4的电子传输受到抑制，这进一步证实了多层膜的均一性。3，首次在4-氨基苯甲酸修饰的玻碳电极表面成功地构建了含杂多酸P2W15V3的多层膜。值得注意的是，该多层膜对BrO3-和NO2-的还原有显著的电催化活性，而且由于过渡金属钒在P2W15V3起催化作用而有很低的过电位。另外，多层膜中QPVP-O5聚合物的Os中心在抗坏血酸氧化时的催化活性仍然存在，而且通过最外层的调整，多巴胺和抗坏血酸能被分别检测，所以在多巴胺存在时它可用作检测抗坏血酸的电化学传感器。4．迄今为止，人们把更多的注意力集中在杂多酸多层膜的制备，电化学和电催化活性的研究，对杂多酸多层膜功能材料的研究却很少，我们首次够构造了发光的杂多酸多层膜，紫外可见光谱，循环伏安，电化学阻抗技术和荧光光谱证明多层膜生长均匀，室温下，多层膜的发光性能显示Eu3+的特征发射峰是5D0→7Fj（j=1，2，3，4）的跃迁。电化学阻抗谱被成功得应用于监测多层膜的沉积过程。我们发现随多层膜的逐步形成，半圆直径有规律地长大。而且，电荷迁移电阻Rc，随双层数线性增长。可以认为多层膜在基底电极上以非常均匀规律的方式沉积，Fe（CN）63/4氧化还原电对的氧化还原反应逐步被多层膜抑制。5．我们用层层组装方法成功构造了金纳米粒子多层膜，紫外可见光谱，循环伏安和原子力显微技术表征了多层膜的形成，金纳米粒子粒径大约14nm，表面粗糙度6.43nm。

镍-金属氢化物电池新型负极材料研究

贮氢合金是镍一金属氢化物电池的核心材料，其综合性能的改善是提高镍一金属氢化物电池性能的关键。本研究以探索镍一金属氢化物电池新型负极材料为目的，以非ABS型贮氢合金为研究对象，采用X射线衍射、Rietveld分析、恒电流充／放电、P-C-T曲线及线性微极化等方法，从基础和潜在应用等方面详细研究了非ABS型合金的结构与电化学性能。对La-Ni体系中非ABS型二元合金的结构和电化学性能的研究表明，LaNi_(228)具有最优异的高倍率充电性能；La_2Ni_7合金电极的高倍率放电性能最佳；La_7Ni_3在低温条件下表现出较好的放电性能。然而，所有得到的La-Ni合金电极容量远低于其理论容量。因此，必须通过进一步研究，如元素取代、热处理、表面处理等来提高其电化学容量。对RENi_3（RE＝La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Th，Dy，Ho，Er，Y）研究表明：YNi_3合金因其具有最大的晶胞体积，最小的密度，而表现出最好的高倍率充／放电性能及低温放电性能，但其高温放电性能需要进一步提高，以满足实际应用的要求。用Al、Mn、Ti、Fe、Sn、Si、Cr、M。、Cu和Co十种元素取代Ni进行了大量的配方筛选工作。得到了大量的实验数据，并发现LaNi_(3.7)Al_(0.3)合金电极电化学放电容量最高，达290.8mAh／g；LaNi_(3.7)Mo_(0.3)合金电极的高倍率放电性能最好，在以4200mA/g的电流密度下进行放电时，其放电容量仍达到145.8mA/g；而I镍一金属氢化物电池新型负极材料研究镍一金属氢化物电池新型负极材料的研究Al的取代会使合金电极性能对温度不敏感。以我们的实验为基础，进一步进行合金配方的微调，具有可能开发出具有实用价值的贮氢合金的潜力。在Ar保护下用真空电弧炉熔炼合成了四种Lal一xMg：（NICoAI）3．6体系贮氢合金，制成姐卜Ni电池负极，通过恒电流充／放电方法研究了其电化学性能。结果表明：Lal一xMg：（NiCoAI）3．6体系金属氢化物电极较容易活化，室温下具有优异的高倍率放电性能，在以4200mA／g电流放电时，La卜汉gx（NICoAI）36合金电极的放电容量是ABS型合金电极的3倍，达152hah／g，显示出良好的动力学特性。R，入1兮Ni（R：raree田劝，Ca，Y）型合金因能吸引／释放1．8一1．87％质量的HZ而被认为是种很有希望的贮氢合金。但其吸／放氢平台过高，循环寿命短。如何提高Rh厦g剑19循环稳定性是这类合金能否成功商业化的关键。研究发现，Co能够显著提高ABS型合金电极的循环寿命，但其价格太贵。人们发现Al在提高电极寿命方面与C。有类似的作用，但Al元素的添加因其在碱性电解质的作用下在电极表面易生成致密的氧化膜而不利于氢的扩散，进而对高倍率放电性能不利。入物在提高电极表面活性，改善其高倍率放电性方面作用明显。本工作在前面的基础上用Al和MO联合取代Ni，以期待同时改善La一Mg一Ni一Co合金的循环稳定性和高倍率放电性能。详细研究了La07Mg03Ni切一（A105Mo05）x（x：o，0．2，0．4，0．6，0．8）系列贮氢合金的晶体结构和电化学性能。X射线衍射及Rietveld分析发现：所有La07Mg03Ni4D一x（A105Mo05）x合金均为包含PuNi3结构的六方LaZMgNig相、CaCus结构的LaNis主相及L匆Ni7，LaN儿和LaNi杂相的多相结构。合金中La（La，Mg）剑19相及LaNis相的晶格参数及晶胞体积均随合金中Al和Mo含量的增加而增大。用电化学方法测得的RC一T曲线显示：Al和'fo部分取代Ni降低了氢的平台压力。随合金中Al和Mo含量的增加，电极的电化学容量从329．7（x＝0）、徽橇毓孺鑫盆一11瀚加至365．物A吨（＝0．6）后又降低到351．3毗吨（x＝0．8）。当以1200m刀g的电流密度进行放电时，其I｛RD从62．0％沁0）增加到82．1％沁0．8）。线性微极化结果显示：Al和Mo的添加增大了合金表面的交换电流密度，因而也改善了合金电极的高倍率放电性能。另外，Al和M。取代合金中的Ni增大了氢在电极合金中的扩散系数（D），改善了La07Mgo3Ni4。一x（Alo5M。。5）x（X＝o，0．2，0．4，0．6，0．8）合金电极的低温放电性能（LTD）。

功能高分子膜离子选择电极研究

功能高分子是新近开发的离子选择电极活性材料。本文叙述了功能高分子膜离子选择电极的发展和现状，叙述了交流阻抗等方法在离子选择电极研究中的应用，从下面几个方面研究了功能高分子膜离子选择电极：1．用热压方法研制了功能高分子为活性物的PVC膜氯离子选择电极，探索了膜制备方法，测试了电极性能。2．用相敏检波法测试了压片PVC膜氯离子选择电极的交流阻抗行为（改变膜活性物用量、电极面积和厚度、溶液离子浓度、温度等条件）。频率范围10~4-1Hz。在所有情况下，复平面阻抗图上为一个近似完整的半园，等效于RC并联线路，呈现膜主体离子传输过程的势垒阻抗。计算了相应条件下的膜直流电阻R_∞、膜主体电容C_g，时间常数τ以及离子传输活化能E_α等膜电化学参数，讨论了膜电荷传输机理。3．用恒电位逐点测试和慢扫描法测定了电极的稳态极化曲线，计算了不同条件下的电极交换电流i°，反应电阻Rr，根据电化学极化方程式讨论了电极的稳态极化特性，探讨了电极在外加电压下的电流响应行为，讨论了电极零电位电流的分析特性。4．用快速三角波电位扫描法和快速方波电位法测试了电极的暂态响应行为，根据电流－时间曲线及电位－时间曲线计算了电极的有关电化学参数，讨论了膜电极的电流分析特性。5．探讨了电极活化过程的动力学行为，测试了膜电极电阻－时间曲线（R－t曲线），归纳了R-t曲线的经验公式，用离子在膜中的扩散解释R-t曲线，理论与实验结果吻合。

γ-辐照尼龙－610的热学性能

尼龙－610除具备一般聚酰胺的优良特点外，与尼龙－6、尼－66等大批量生产的工程塑料相比，还有其独特的优良特性，即尼龙－610吸水性较小，尺寸比较稳定。因而它广泛应用于制造日用、机械、电器及航空等工业制品。尽管尼龙－610 性能优良，但对一些使用温度和尺寸精度要求高的产品而言，还不够理想。如果将尼龙－610经γ－射线辐照，分子间形成空间网络，可能使产品的尺寸更稳定，使用温度更高，使用领域更为扩展。作为高分子材料，尼龙－610的结构和性能方面的研究很少进行，经γ－射线辐照交联后产物的结构与性能的研究则更为少见。这在一定程度上限制了尼龙－610的加工和使用。本文用DSC示差扫描量热仪，广角X－射线衍射仪等手段研究尼龙－610本身的热性能和结构特性，以及辐照后尼龙－610的热性能。采用对尼龙－610样品进行部分湿度扫描、变更升、降温速度及变更等温结晶温度的方法研究了尼龙－610的熔融、结晶行为。发现在等速升温过程中，均有多重熔融峰出现，它们对升温速率、降温速率及等温结晶的湿度分另有没程度的依赖性。高温熔融峰几科不受升温速度、降温速度及等温结晶温度影响，它主要是在扫描过程中试样原有结晶不完善部分在低温下熔化和再结晶或重排而形成的介稳态α－型晶体的熔化，或在玻璃化变温度Tg以上冷结晶形成的介稳态结晶的重组和重排而形成晶体的熔化。低温熔融峰受升温速率、降温速度及等温结晶的温度影响很大，是由热历史造成的结晶的熔融。多重熔融峰不是来自于不同晶型，实验发现尼龙－610在等速降温和等温结晶过程中产生的结晶均为α－型三斜晶系。采用Tm与Tc作图外推的方法，估得尼龙－610样品的平衡熔融温度为。Tm°= 518.1 K。此值与Van krevelen的报导值516K相近。利用聚合物熔化热和与其对应比容Vsp外推的方法，求得尼龙－610的平衡熔融热为：△Hm°= 51.8 cal/gram。用DSC－RC示差扫描量热 仪研究了室温、真空气氛下，经60 ℃ γ射线辐照的尼龙－610的热行为及辐效应。发现随辐照剂量增加，熔融峰湿度向低温方向移动，从熔体等速降温时，只有单一结晶峰出现，随辐照剂量增加，结晶峰变宽，结晶温度下降，且熔融热与结晶热也随剂量增加而减小。尼龙－610样品在400－700Mrad之间的剂量辐照时，第二次等速升温的熔融谱图上，有冷结晶峰出现，此冷结晶峰随热历史及辐照剂量变化。它主要是尚未形成完整间网络和技化的尼龙－610大分子的贡献。辐照尼龙－610也符合charlesby-Pinner无规交联议程。用Charlesby-pinner方程算得尼龙－610样品的辐照交联G（CL）＝ 0.57。选择适当的等温结晶温度，用DSC－RC示差扫描是热仪研究了辐照尼龙－610榈的等温结晶动力学。动力学计算由3600TADS计算机所带部分面积程序给出。实验出现，随辐照剂量增加，尼龙－610的Avrami指数n减小。结晶表面自由能σ＿e随辐照剂量加而增大，在同一结晶条件下，辐照剂量愈大，球晶数目愈多，结晶愈不完整，说明尼龙－610经γ－射线辐照交联后可能由均相三维无热成核变为异相单维无热成核。且化学交联点，可能充当结晶的成核中心。

西夫韦肽和盐肤木提取物体外抗HIV 活性及机制研究

本论文主要由3 个相对独立的部分组成: 西夫韦肽抗HIV 活性机制研究及其 联合用药和耐药性研究，盐肤木提取物及其化合物抗HIV 活性机制研究和精子 顶体反应抑制剂AGB 抗HIV 活性及机制研究。 HIV 侵入抑制剂是抗HIV 药物研发的热点。该类抑制剂靶定在病毒复制周 期早期，为HARRT 疗法提供了更多新的药物组合，且该类抑制剂对临床中已产 生的耐药毒株也有较好的抑制作用。目前FDA 批准上市的侵入抑制剂仅有T-20， 急需开发新一类的HIV-1 侵入抑制剂。西夫韦肽是由36 个氨基酸组成的多肽， 我们对西夫韦肽进行了一系列体外抗HIV 药效学的实验来研究西夫韦肽体外抗 HIV 活性以及作用机制。实验结果表明西夫韦肽对多种HIV 宿主细胞毒性小， 可以有效抑制HIV-1IIIB 诱导的C8166 细胞的病变效应，EC50 值仅为7.8ng/ml ， TI 值大于 384,615;在不同的检测方法中，西夫韦肽均表现出了比T-20 更好的抑 制活性，EC50 值低了13-42 倍。在对HIV-1 临床分离株、耐药株、两株HIV-2 毒株和SIVmac239 的抑制活性研究表明西夫韦肽也可以很好地抑制 HIV-1 临床株 HIV-1KM018 的复制，EC50 值低至4.4ng/ml，对耐药株HIV-174V、HIV-2 和 SIVmac239 的复制也均有较好的抑制作用。 在机制研究中，我们发现西夫韦肽极有效地抑制HIV-1慢性感染H9细胞与 正常C8166细胞间的融合作用，EC50 低至0.4ng/ml，表明西夫韦肽可以以极低的 浓度有效抑制HIV进入宿主细胞。用GST-pull down 实验进一步验证了西夫韦肽 和T-20可以很好地与HR1结合而不能与HR2结合，作用机制就是特异地与gp41的 HR1结合从而抑制了6-Helix的形成，阻断了HIV的融合过程。由于HIV的高变异 性，单一药物治疗容易产生耐药性，最终导致治疗失败。因此在新药开发中进行 药物与作用靶不同的已上市药物体外联合用药和耐药性研究是非常必要的，将对 临床应用有指导意义，我们的实验结果表明西夫韦肽与AZT联合用药体外抗HIV-1作用较单独用药好，不同检测方法联合用药比单独使用西夫韦肽的效果好 8.3-9.4倍；耐药性研究表明其体外诱导耐药性产生的时间与T-20相仿，与T-20有 交叉耐药。 我国传统的中医药是个巨大的宝库，有丰富的临床经验，中医药治疗艾滋病 有着一定的潜力。从我国国情出发，利用中医药的独特性及经济性，开发传统的 具有我国特色的艾滋病治疗天然药物成为AIDS 防治工作的当务之急。盐肤木是 中国的本土植物，在我国民间用作传统医药有着悠久的历史。盐肤木茎提取物尤 其是石油醚提取部分RC-1 具有较好的抗HIV 活性，且作用于病毒复制周期的后 期，从中分离得到的化合物1、2、4、5 和6 都是RC-1 的活性成份；盐肤木茎 提取物乙酸乙酯提取物RC-2 中也有较好的抗HIV 作用，其中的化合物8、9、 10 和13 是抗HIV 的活性成分，且作用机制各不相同，这些有效化合物的抗HIV 机制值得进一步的研究。 杀微生物剂是一种局部用药于阴道或宫颈的药物制剂，由女性自主控制防止 性传播疾病病原体包括HIV 的感染，是近年来的研究热点之一。AGB(4`-乙酰胺 苯基 4-胍基苯甲酸酯)是顶体酶的抑制剂，我们的实验表明AGB 有很好的杀精 子作用，还具有体外抗HIV-1 的作用，作用机制主要是阻断HIV-1 进入细胞。

GaAs/GaInNAs多量子阱谐振腔增强型长波长光探测器

报道了一种具有高速响应特性的GaAs基长波长谐振强增强型(RCE)光探测器,它采用分子束外延技术(MBE)在GaAs衬底上直接生长GaAs/AlAs布拉格反射镜(DBR)和GaInNAs/GaAs多量子阱吸收层而形成,解决了GaAs系材料只能对短波长光响应的问题,实现了GaAs基探测器对长波长光的响应.该器件在峰值响应波长1 296.5 nm处获得了17.4%的量子效率,响应谱线半宽为11 nm,零偏置时的暗电流密度8.74×10-15 A/μm~2,具有良好的暗电流特性.通过RC常数测量计算得到器件的3 dB带宽为4.82 GHz.

Crack Patterns in Ceramic Plates after Quenching

The crack patterns generated in a real ceramic plate and in a plate stacked by ceramic slabs under quenching are experimentally studied. The results here reveal that there are some distinct differences between the two crack patterns. The reasons that caused the differences are the size and boundary effects of the slabs. These crack patterns are very useful to understand the failure mechanisms of ceramic materials in thermal shock.

基于新均流技术的多相同步整流电源研究

多相同步整流技术因具有诸多优点而成为实现现代超导电源的优选。实现该拓扑的主要问题是要实现并联各路输出电流的均流。详细分析了均流问题产生的原因,提出了RC谐振式无损电流测量方法,讨论了该方法的具体实现,最后简要介绍了均流环并联方式的控制拓扑结构。