Stability and Bifurcation Bahaviour of Electrostatic Torsional NEMS Varactor Influenced by Dispersion Forces

The influences of Casimir and van der Waals forces on the nano-electromechanical systems (NEMS) electrostatic torsional varactor are studied. A one degree of freedom, the torsional angle, is adopted, and the bifurcation behaviour of the NEMS torsional varactor is investigated. There are two bifurcation points, one of which is a Hopf bifurcation point and the other is an unstable saddle point. The phase portraits are also drawn, in which periodic orbits are around the Hopf bifurcation point, but the periodic orbit will break into a homoclinic orbit when meeting the unstable saddle point.

Effect Surface Roughness on the Adhesion of Microstructures

考虑实际微结构表面粗糙度对粘着特性的影响,利用表面力以及表征微尺度粘着弹性接触理论的粘着数对微机械中典型的微悬臂梁结构的剥离数(peel number)进行修正。结果表明,由于表面粗糙度的存在,微结构中的粘着作用削弱,而这种作用可以利用粘着参数(adhesion parameter)定量刻画。

NOx emission and thermal efficiency of a 300 MWe utility boiler retrofitted by air staging

Full-scale experiments were performed on a 300 MWe utility boiler retrofitted with air staging. In order to improve boiler thermal efficiency and to reduce NOx emission, the influencing factors including the overall excessive air ratio, the secondary air distribution pattern, the damper openings of CCOFA and SOFA, and pulverized coal fineness were investigated. Through comprehensive combustion adjustment, NOx emission decreased 182 ppm (NOx reduction efficiency was 44%), and boiler heat efficiency merely decreased 0.21%. After combustion improvement, high efficiency and low NOx emission was achieved in the utility coal-fired boiler retrofitted with air staging, and the unburned carbon in ash can maintain at a desired level where the utilization of fly-ash as byproducts was not influenced.

A scaling law of photoionization in ultrashort pulses

By means of the numerical solution of time-dependant Schrodinger equation, we verify a scaling law of photoionization in ultrashort pulses. We find that for a given carrier-envelope phase and duration of the pulse, identical photoionizations are obtained provided that when the central frequency of the pulse is enlarged by k times, the atomic binding potential is enlarged by k times, and the laser intensity is enlarged by k(3) times. The scaling law allows us to reach a significant control over direction of photoemission and offers exciting prospects of reaching similar physical processes in different interacting systems which constitutes a novel kind of coherent control.

Pondermotive shift of photoelectron spectra in intense laser field

In a recent experimental work on the excess photon detachment (EPD) of H- ions [Phys. Rev. Lett. 87 (2001) 243001] it has been found that the ponderomotive shift of each EPD peak increases with the order of the EPD channel. By using a nonperturbative quantum scattering theory, we obtain the kinetic energy spectra for the differential detachment rate along the laser polarization for several laser intensities. It is demonstrated that higher order EPD peaks are produced mainly at relatively higher laser intensities. By calculating the overall EPD spectra with varying laser intensities, it is found that the ponderomotive shift of each EPD peak increases with the order of the EPD channel. Our calculations are in good agreement with the experimental observation. It is found that different EPD channels occur mainly when the laser field reaches some values, thus the intensity distribution of the laser field is responsible for the varying ponderomotive shifts.

超短脉冲激光光束在一维反射型体全息光栅中的衍射

基于Kogelnik的耦合波理论，研究了在色散效应的影响下，超短脉冲激光光束在反射型体全息光栅中衍射的性质．研究给出了衍射光及透射光在频谱域及时间域的振幅及强度分布、光栅的光谱宽度及衍射效率随光栅参量及入射条件的变化．数值研究的结果表明，在光栅记录介质色散效应的影响下，衍射光束的光谱宽度减小，脉冲展宽，衍射效率降低．通过适当的选取光栅参量及入射条件，可以控制衍射和透射光束的频谱和时间强度分布，得到满意的衍射和透射光束的带宽和波形，从而可以将其应用于脉冲整形等技术中．

Time response of optical switching properties of Sb thin films under focused laser pulses

The time response of optical switching properties of Sb thin films under focused laser pulses is investigated. The results show that the response course can be divided into onset, opening, and closing stages. Formulas for their lengths are given. The onset and opening times decrease with increasing pumping light power density. The closing time is about 150 ns. For optical memory, if the power density of the readout and recording lasers changes from 5 x 10(9) to 15 x 10(9) W/m(2), the onset time changes from 2.5 to 0.30 mus, and the opening time is on the nanosecond scale. (C) 2003 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

冷杉属的系统学研究

冷杉属是松科中的第二大属，在北半球有着广泛的分布区，从温带的高纬度地带到亚热带（偶达热带地区）的山地，呈间断不连续的分布。虽然一些学者曾对冷杉属进行过大量的分类学和系统学研究，但该属复杂的变异式样至今仍困扰着植物系统学家们。本论文是在腊叶标本和野外实地调查的基础上，从形态学、解剖学、分子系统学和植物地理学等方面进行分类学和系统发育的分析研究。现得到以下初步结果。1.对冷杉属叶角质层内表面胞间凸缘的研究结果表明，可以分为4种类型： 1. 弯曲且发达的单凸缘;2直且发达的单凸缘;3不发达的单凸缘;4双桥型凸缘。分布于欧洲和亚洲的绝大部分种类都是弯曲且发达的单凸缘类型（日本一种除外），而分布于北美的种类则具有四种不同的类型。 2. 叶横切面的研究结果表明皮下层细胞的发育状况和树脂道的位置与大小在Sect. Balsamea中稳定，皮下层细胞的缺失和不发育、树脂道大且中生在该属中可能反映原始状态。 3. 本研究首次发现nrDNA ITS的长度在属下有较大的变异，变异幅度1700 bp-2500 bp，分析得出引起这一变异的主要原因是由于ITS1中有以GGCCACCCTAGTC为核心数目不等的重复序列的存在，并讨论了ITS长度的变异在冷杉属和松科系统演化中的意义。 4. nrDNA ITS的RFLP分析结果和5种冷杉的ITS序列分析结果（以Keteleeria davidiana为外类群）表明A. bracteata与Sect. Balsamea总是聚在一起，亲缘最近;A. kawakamii应属于Sect. Momi。 5. 地理分布和系统发育分析的研究结果表明，冷杉属的多样性中心在北美西南部、而种类分布最大多的地区为东亚、种群分化最强烈的地区为我国的横断山脉。根据冷杉属的系统发育、化石资料和现代冷杉属的地理分布格局，冷杉属可能起源于白垩纪的高纬度地带。 6. 结合ITS RFLP和ITS序列的分支分析结果以及某些形态特征和地理分布资料，重建属下分类系统，将冷杉属分为8组2亚组。探讨了各组间的亲缘关系，认为Sect. Balsamea是冷杉属中的原始类群，Sect. Balsamea是与Sect. Balsamea亲缘最近，形态上十分特化的类群。来自ITS的分析结果为摒属下亚属的划分和将A. kawakamii自Sect. Balsamea中移出，放入Sect. Momi中提供了强有力的证据。经过标本和文献考证，综合各方面的资料，本文对冷杉属进行了全面系统的分类学修订，包括44种17变种1亚种，系统排列如下： 组1. 树脂冷杉组Sect. 1. Balsamea Engelmann。该组包括8种4变种：Abies balsamea, A. lasiocarpa, A. sibirica, A. sachalinensis, A. fraseri, A. koreana, A. nephrolepis, A. veitchii, A. bracteata。 组3. 日本冷杉组Sect. 3. Momi Franco。 亚组1.日本冷杉亚组Subsect. 1. Firmae (Franco) Farjon et Rushforth。该亚组包括6种3变种：A.holophylla, A. homolepis, A. firma, A. beshanzuensis, A. chensiensis, A. pindrow, A. beshanzuensis var. ziyuanensis, A. chensiensis var. ernestii, A. chensiensis var. salouenensis。 亚组2. 鳞皮冷杉亚组Subsect. 2. Squamatae E. Murray。该亚组包括12种6变种：A squamata, A. delavayi, A. nukiangensis, A. recurvata, A. spectabilis, A. mariesii, A. kawakamii, A. forrestii, A. fargesii, A. fansipanensis, A. fanjingshanensis, A. yuanbaoshanensis, A. delavayi var. fabri, A. delavayi var. motuoensis, A. spectabilis var. densa, A. forrestii var. georgei, A. forrestii var. ferreana, A. fargesii var. faxoniana。 组4. 冷杉组Sect. 4. Abies。该组包括7种1变种1亚种：A. alba, A. cephalonica, A. nordmanniana, A. nebrodensis, A. cilicica, A. pinsapo, A. numidica, A. nordamanniana ssp. equitrojani, A. pinsapo var. marocana。 组5. 太平洋冷杉组成Sect. 5. Amabiles (Matzenko) Farjon et Rushforth。该组仅一种：A. amabilis。 组6. 高贵冷杉组Sect. 6. Nobilis Engelmann。该组有2种1变种：A. procera, A. magnifica, A. magnifica var. shastensis。 组7. 大冷杉组成Sect. 7. Grandes Engelmann, emend. Farjon et Rushforth。该组包括4种2变种：A. concolor, A. grandis, A. durangensis, A. guatemalensis, A. concolor var. lowiana, A. durangensis var. coahuilensis。 组8. 墨西哥冷杉组Sect. 8. Oiamel Franco, emend. Farjon et Rushforth。该组包括A. religiosa, A. vejarii, A. vejari var. mexicana, A. hickelii

稀有植物太行花的保护生物学研究

悬崖代表着一个残遗的、较少受到干扰的古生境，悬崖也是生物多样性的避难所。这个特殊生境中分布种类丰富的稀有植物和特有植物，而这些稀有和特有植物又往往以悬崖为唯一的生境，在长期的演化历史进程中形成彼此相互适应的关系。这种分布在特殊生境中的稀有植物为保护研究提出了新的研究方向和问题。本文以蔷薇科的中国特有植物太行花（Taihangia rupestris Yü et Li）为对象，对这个仅分布在有限的地理范围内悬崖上的稀有物种进行了保护生物学的研究。 利用RAPD分子标记技术对太行花8个居群的遗传多样性和遗传结构进行了检测分析。结果表明太行花居群内维持着较高的遗传多样性水平，未显示遭受过严重遗传瓶颈的迹象。同时，居群间遗传分化显著，与居群间的地理距离相关，聚类分析得到的树系图与太行花种下两个变种（太行花原变种Taihangia rupestris var. rupestris和缘毛太行花Taihangia rupestris var. ciliate Yü et Li）的划分相符。 通过栽培实验，研究了太行花对光照和养分的反应，从生态学角度检测植物对环境因子变化的适应能力。结果表明光照处理显著影响太行花的气体交换参数，且显示出随季节不同而变化的趋势。在8月第一次测量时，光合速率随着光照水平的增加而增加;而在9月底第二次测量时，高光下植株的光合速率反低于中光条件下的植株。光合光反应曲线表明太行花对不同光照水平（高光、中光和低光）均显示出一定的光合适应性。 光照对太行花的生长反应、形态、解剖等指标均具有显著的作用。在收获时，高光下植物形成小而厚的叶片，更快的叶片形成速率足以弥补单叶面积上光合速率的下降，使植株维持最大的总生物量。中光条件下的植株具有更长的叶柄，更大的叶面积，大而薄的叶片，和更大的叶面积比，被认为是对较弱光照环境适应的表现。而光照对叶片的气孔指标（气孔密度、气孔指数和大小）没有作用，养分施加对太行花的影响也甚微。总体来说，太行花显示出对光照变化的生理适应性和形态可塑性，光照和养分这两个环境条件均非影响太行花局限分布的关键因素。 同时，我们采用扫描电镜手段跟踪观察了太行花的花的早期发育过程。太行花早期发育过程中苞片内残留的退化花痕迹表明，太行花的顶生单花其实是有限聚伞花序中其它花芽败育的结果，显示出从花序向单花演化的趋势。同时，雌蕊的发育在早期是正常的，未显示出退化痕迹。 根据以上结果表明，局限分布在特殊生境上的太行花并未显示出生理适应幅度的狭窄性和遗传多样性水平的降低，因此，太行花在长期的进化过程中形成了对特殊生境——悬崖的适应性，遗传衰退和缺乏适应性不是稀有植物太行花局限分布的原因。在对太行花的保护中应进一步加强对其生境的保护，并在进行迁地保护和回归引种时应兼顾不同变种和地理分布的居群，以实现对其遗传完整性的有效保护。

天山不同海拔高度下长鳞红景天种群遗传多样性分析

长鳞红景天（Rhodiola gelida）属景天科红景天属，多年生草本。主要分布在我国新疆中部天山。在天山一号冰川观测试验站附近的高寒草甸上，从海拔3850m~4010m均有长鳞红景天分布。长鳞红景天是一种重要的药用植物，但目前尚未见到有关其遗传多样性方面的研究报道。本文利用相关序列扩增多态性（sequence-related amplified polymorphism，SRAP）分子标记技术，对新疆天山不同海拔高度3个长鳞红景天种群的遗传多样性，种群内及种群间的遗传变异进行研究，为有效保护和合理利用长鳞红景天物种资源提供理论依据。主要结果如下： （1）基于CTAB法，建立了适合长鳞红景天的DNA提取方法，获得的DNA经琼脂糖电泳和紫外分析仪检测，浓度和质量均较高。该法有利于去除长鳞红景天植物材料中多糖、多酚类等物质，获得的高质量基因组DNA能够满足后续的PCR实验要求。 （2）采用正交实验对影响长鳞红景天SRAP-PCR反应的4个主要因素（Taq酶用量、Mg2+浓度、dNTP浓度、引物浓度）进行优化试验，选出这4个因素的最佳水平组合，建立了长鳞红景天SRAP-PCR最佳反应体系。同时，根据最佳体系筛选出扩增稳定、多态性丰富的SRAP引物。通过梯度PCR确定引物的最佳退火温度，得到了适合长鳞红景天SRAP-PCR反应的最佳扩增程序。 （3）对20对SRAP引物的扩增结果进行统计分析显示：长鳞红景天物种水平的多态位点百分率(P)为96.00 %，Shannon信息指数(I)为0.4484、基因多样性指数(H)为0.2922，表现出较高的遗传多样性水平；在海拔梯度上，长鳞红景天各种群间的遗传多样性水平有一定差异，但没有呈现规律性的变化；AMOVA分子变异分析显示，在总遗传变异中24.76 % 的变异存在于种群间，75.24 % 的变异存在于种群内，种群间的基因分化系数(Gst)为0.1749，表明3个长鳞红景天种群的变异主要存在于种群内，但种群间也出现了一定程度的遗传分化；长鳞红景天3个种群间的基因流为2.3595，遗传距离平均值为0.0981（变化范围：0.0768 ～0.1196），遗传距离较近，说明海拔高度对长鳞红景天的地理隔离较小；相关性分析表明长鳞红景天种群的遗传多样性与各生态因子的相关性均不显著。