单纵模布里渊掺铒光纤激光器的实验研究

提出了一种具有多环形腔(MRC)和光纤布拉格光栅可调谐滤波器(FBG-TF)相结合的单纵模布里渊掺铒光纤激光器(BEDFL)。实验中通过观察激光器输出光的拍频信号分析其光谱精细结构,分别讨论了布里渊增益、FBG-TF、MRC对BEDFL单模输出的贡献,给出了激光器的功率特性曲线和波长稳定性测试图。实验得到了在1550 nm处功率为4 dBm,信噪比(SNR)>60 dB,线宽小于1.5 kHz的稳定单纵模输出光。

注入锁定法布里-珀罗激光器的单模工作特性

使用分布式反馈(DFB)激光器对法布里-珀罗(F-P)激光器进行单模注入锁定。通过改变F-P激光器的偏置电流,DFB激光器的输出功率以及两激光器间的波长失谐量,对注入锁定F-P激光器的光谱特性、功率特性以及频率响应特性进行实验分析,找出影响注入锁定F-P激光器稳定性的因素,并测量注入锁定F-P激光器的稳定锁定区;通过优化注入条件实现F-P激光器的高边模抑制比(SMSR)输出,最高可达55 dB;通过与自由运转F-P激光器比较,发现注入锁定可以明显抑制半导体激光器在高频调制下光谱的展宽。注入锁定后F-P激光器的3 dB调制带宽接近14 GHz。实验结果表明,通过合理设计光注入条件,注入锁定技术可以明显改善F-P激光器的光谱特性以及高频响应特性,并在高速光纤通信领域中得到广泛应用。

稳定可调谐的单纵模多环形腔掺铒光纤激光器

提出了一种多环形腔(MRC)结构的稳定可调的单纵模(SLM)掺铒光纤激光器,多环形腔结构由双环形有源腔和两个次级无源腔组成。这种激光器是利用光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)以及光学光栅滤波器(OGF)两种滤波器和多环形腔结构相结合来共同选模。可实现波长调节范围为1528～1565 nm,在整个波长调节范围内边模抑制比大于44.53 dB,在1554 nm附近边模抑制比可以达到最大值51.18 dB, 输出功率为-8.84 dBm,通过应用多环型腔结构,激光器的输出很稳定,在18 min的观察时间内,中心波长的变化小于0.02 nm,输出功率的变化小于0.04 dBm,实现了稳定且可调谐的单纵模输出。

电吸收调制激光器集成芯片的高频测试

提出了一种精确测试电吸收调制激光器(EML)集成芯片高频特性的方法。待测芯片制作在带有微带线的热沉上,同时采用光探测器作为光电转换器,二者构成待测双口网络。被测双口网络的一端是共面线,使用微波探针作为测试夹具加载信号,另一端是同轴线,两个测试端口不同,不能采用简单的同轴校准方法校准待测系统。测试过程中采用扩展的开路-短路-负载(OSL)误差校准技术对集成器件的测试夹具微波探针进行校准,扣除了测试中使用的微波探针对集成光源高频特性的影响,同时采用光外差的方法扣除了高速光探测器的频率响应对结果的影响,得到集成光源散射参数的精确测试结果。

单纵模多环形腔掺铒光纤激光器及其稳定性

介绍了一种多环形腔结构(MRC)的单纵模(SLM)掺铒光纤激光器(EDFL)。这种激光器通过在主环形腔中插入充当模式滤波器的三个长度不等的无源次级环形腔, 并结合腔内光纤布拉格光栅(FBG)形成多环形腔掺铒光纤激光器结构, 多环形谐振腔可保证激光器的单纵模输出。讨论了使激光器运行在单纵模状态的谐振腔理论。同时, 为了提高系统输出的频率稳定性, 采用外光注入方法有效地抑制了模式跳变和拍噪声, 改善了输出谱特性。实验得到在1550.225 nm处输出功率约3.6 dBm, 信噪比(SNR)>35 dB的单纵模输出光, 且测得线宽小于500 Hz。

掩埋型离子交换玻璃光波导的变分分析

用变分法对离子交换法制备的掺铒光波导的传播特性进行了分析,推导出了适用于掩埋型离子交换玻璃沟道光波导中场分布传播常量的变分表达式,构建了场分布的厄米-高斯型试探解,在两种不同实验条件下,采用变分法确定了试探解中的待定参量,获得光波导中的场分布,利用传播常量的变分公式和已确定的场分布计算得到了传播常量和有效折射率。计算数据表明

多段式半导体激光器的研究进展

综述了多段式半导体激光器的研究进展。按结构不同，将它们分为两段式、三段式和四段式激光器进行讨论。重点介绍了几类具有典型结构的单片式集成激光器，总结了它们的设计背景、设计目的、基本设计思想、性能特点和基本用途，讨论了这些器件结构的共同点，指出两段式、三段式和四段式激光器研究上的关联和各自的研究重点。分析了多段式半导体激光器的发展趋势，展望了它们的应用前景。

寒地黑土大豆轮作与连作不同年限土壤酶活性及相关肥力因子的变化

以中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验为平台,研究了寒地黑土大豆轮作与连作不同年限土壤酶活性与相关肥力因子的变化及其相关性和土壤C、N和C/N的变化。结果表明:大豆轮作与连作不同年限,土壤酶活性、有效养分(碱解氮、速效磷和速效钾)含量和土壤C、N及C/N均有较大变化,与正茬相比,迎茬、连作土壤酶活性均降低,其中连作二年,脲酶、转化酶和磷酸酶活性降低幅度最大,分别比正茬降低了29.6%、51.0%和41.9%;土壤C、N和碱解氮、速效磷及速效钾也是大豆连作二年降低最多,分别比正茬降低了18.0%、35.3%和40.4%、53.6%、41.3%,随着连作年限的延长,土壤C、N及有效养分含量均有所恢复,但大豆长期连作,上述各种成分又呈下降趋势。土壤酶活性与土壤C、碱解氮、速效磷、速效钾之间均存在一定的相关性,其中,脲酶、转化酶、磷酸酶与各种养分间均呈极显著正相关。因此大豆连作使土壤酶活性降低,有效养分含量下降,是造成大豆连作障碍而导致大豆减产的重要原因之一。

树干直径变化与其水分传输和贮存关系研究进展

生长、含水量变化和水分张力变化都能引起树木直径的变化,树木直径变化表现为长期的不可逆生长和短期的昼夜变化。因为木质部、韧皮部和树皮的不同功能,它们膨胀和收缩的速度也不相同。木质部直径的变化与木质部液流相关,而韧皮部和树皮直径的变化不仅和木质部液流相关,还与韧皮部储存水以及木质部与韧皮部间的水分交换有关。

利用~1H-NMR计算环化氯丁橡胶的环化度和溶剂参与量

对环化氯丁橡胶的1H -NMR谱进行了归属 ,并推导出计算环化氯丁橡胶 (CR)的环化度和溶剂参与量的公式。

一种准确测量吸光度的校正方法

分光光度法是一种经典的分析方法。如何准确地测量配合物的吸光度是这一方法的关键问题。当试剂在测量波长处有吸收时,传统的那种以试剂空白为参比的测量方法所测得的实际上不是配合物的吸光度。试剂在这个波长处

Development of a sensitive fluorescent derivatization reagent 1,2-benzo-3,4-dihydrocarbazole-9-ethyl chloroformate (BCEOC) and its application for determination of amino acids from seeds and bryophyte plants using high-performance liquid chromatography with fluorescence detection and identification with electrospray ionization mass spectrometry

A pre-column derivatization method for the sensitive determination of amino acids and peptides using the tagging reagent 1,2-benzo-3,4dihydrocarbazole-9-ethyl chloroformate (BCEOC) followed by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection has been developed. Identification of derivatives was carried out by liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry (LC/ESI-MS/MS). The chromophore of 2-(9-carbazole)-ethyl chloroformate (CEOC) reagent was replaced by 1,2-benzo-3,4-dihydrocarbazole functional group, which resulted in a sensitive fluorescence derivatizing reagent BCEOC. BCEOC can easily and quickly label peptides and amino acids. Derivatives are stable enough to be efficiently analyzed by high-performance liquid chromatography. The derivatives showed an intense protonated molecular ion corresponding m/z (M + H)(+) under electrospray ionization (ESI) positive-ion mode with an exception being Tyr detected at negative mode. The collision-induced dissociation of protonated molecular ion formed a product at m/z 246.2 corresponding to the cleavage of C-O bond of BCEOC molecule. Studies on derivatization demonstrate excellent derivative yields over the pH 9.0-10.0. Maximal yields close to 100% are observed with a 3-4-fold molar reagent excess. Derivatives exhibit strong fluorescence and extracted detzvatization solution with n-hexane/ethyl acetate (10:1, v/v) allows for the direct injection with no significant interference from the major fluorescent reagent degradation by-products, such as 1,2-benzo-3,4-dihydrocarbazole-9-ethanol (BDC-OH) (a major by-product), mono- 1,2-benzo-3,4-dihydrocarbazole-9-ethyl carbonate (BCEOC-OH) and bis-(1,2-benzo-3,4-dihydrocarbazole-9-ethyl) carbonate (BCEOC)(2). In addition, the detection responses for BCEOC derivatives are compared to those obtained with previously synthesized 2-(9-carbazole)-ethyl chloroformate (CEOC) in our laboratory. The ratios AC(BCEOC)/AC(CEOC) = 2.05-6.51 for fluorescence responses are observed (here, AC is relative fluorescence response). Separation of the derivatized peptides and amino acids had been optimized on Hypersil BDS C-18 column. Detection limits were calculated from 1.0 pmol injection at a signal-to-noise ratio of 3, and were 6.3 (Lys)-177.6 (His) fmol. The mean interday accuracy ranged from 92 to 106% for fluorescence detection with mean %CV < 7.5. The mean interday precision for all standards was < 10% of the expected concentration. Excellent linear responses were observed with coefficients of > 0.9999. Good compositional data could be obtained from the analysis of derivatized protein hydrolysates containing as little as 50.5 ng of sample. Therefore, the facile BCEOC derivatization coupled with mass spectrometry allowed the development of a highly sensitive and specific method for the quantitative analysis of trace levels of amino acids and peptides from biological and natural environmental samples. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

黔西南滥木厂铊矿化区河流沉积物重金属环境地球化学及环境效应研究

矿山环境重金属污染及其生态效应研究是环境地球化学研究的热点问题之一，其中水环境生态系统中的沉积物重金属污染由于可能影响流域水环境安全而备受关注。贵州矿产资源丰富，其开采利用过程中的重金属元素污染十分严重，尤其是Tl、As和Hg的污染备受关注。本研究选择黔西南滥木厂铊矿化区为研究对象，通过分析该地区河流沉积物中铊、砷、汞等重金属元素的环境地球化学分布特征，对重金属污染状况进行评价，并探讨其对环境的生态危害，得到以下几点认识： 1. 滥木厂铊矿化区河流沉积物中重金属Tl、Hg、As和Cd的含量相对很高。其中，Tl、Hg和As在矿山影响区河流沉积物中平均含量分别为23.3 mg/kg、46.8 mg/kg 和97.3 mg/kg，比页岩平均含量高几十倍至上百倍，而矿山未影响区及对照区河流沉积物中含量都相对较低。Cd在矿渣以及清水河矿山影响区、矿山未影响区和对照区河流沉积物中的平均含量都相对较高，分别为0.97 mg/kg、1.31 mg/kg、1.17 mg/kg和1.21 mg/kg，约为页岩平均含量的2～5倍，且变化不明显。重金属环境地球化学分析表明，Tl、Hg和As为同源污染物质，主要来自矿山硫化物的风化淋漓；Cd的高含量与矿山联系不明显，可能是由于地域上的Cd异常所致。Cu、Cr、Zn和Pb的含量都相对较低，只略高于页岩平均含量。 2. 地质累积指数（Igeo）和潜在生态危害系数（RI）分析评价结果显示，滥木厂清水河沉积物主要受到Hg、Tl、As以及Cd的污染。受矿山影响的河流沉积物中Hg和Tl的污染很严重，具有很强的潜在生态危害；As和Cd次之；Zn、Cu、Cr和Pb的污染不明显，潜在生态危害很小。 3. 沉积物中重金属各形态分级提取分析（BCR）表明，受矿山影响的滥木厂清水河沉积物及剖面沉积物中：不但总Tl含量很高，有效态Tl含量也高，平均分别为6.0 mg/kg 和5.9 mg/kg，对环境的生态危害很大；Hg虽然总含量非常高，但其酸可提取态含量都低于仪器的检测下限，可还原态含量也不高，平均分别只为0.46 mg/kg 和1.53 mg/kg，主要集中在不易释放的可氧化态和非常稳定的残余态，对环境的生态危害一般；As的总含量较高，但有效态平均含量只为6.51 mg/kg和1.58 mg/kg，对环境的生态危害较小；Cd的总含量也相对较高，有效态平均含量也分别达0.55 mg/kg和0.52 mg/kg，对环境的危害可能较大；Cr、Cu、Zn及Pb的总含量和有效态含量都较低，对环境的生态危害较小。 4. 滥木厂铊矿化区河流沉积物中Tl、Hg和Cd的重金属污染的生态危害性主要表现为Tl、Hg和Cd对食物链的直接或间接污染。Tl和Cd易在农作物中富集，Hg甲基化后也可以在农作物中富集，其人体健康危害性较大。

乌江中上游梯级水电开发对河流碳循环的影响

流域水环境是流域一切生态过程的基础，也是保障水资源发挥各项服务功能的必要条件。随着社会经济的发展，河流的自然性质和作用过程受到流域内不断加强的人文活动的强烈冲击。其中，水利大坝对河流的拦截调蓄可以算得上是对河流及流域生态系统的影响最为显著和重要。在河流上修筑水坝后，水库成为流域（河流）景观格局中重要的组成部分。目前对河流“水库效应”的研究主要集中在由水坝拦截引起的河流水文情势改变、泥砂淤积、地貌侵蚀以及鱼类迴游、水坝建设对生源要素的拦截、水库温室气体等方面，且大多数研究只针对单个水库或几个位于不同流域的独立水库，而对同一流域梯级开发形成的河流—水库体系中水环境演化的过程缺乏深入的了解，对单一水库中碳循环的生物地球化学作用研究不够。 碳是生命的核心元素，所有其它重要元素的生物循环过程都与碳密切相关。水体内生物活动与水库水环境变化之间的反馈、水体生态系统与营养元素载荷的相互作用关系以及响应过程是研究水环境变化的基础。其中，水体内部的元素循环、能量流动、CO2动力学与营养状况的关系等都是控制水环境变化的关键过程，碳作为这一切活动的核心元素，对它的研究对认识水环境变化、水生态过程、元素循环以及它们的相互作用具有重要的指示意义。 因此，本研究中选取中国西南喀斯特山区典型的梯级水库作为研究对象，以碳循环为研究主线，于2006年4月、7月、10月和2007年1月对乌江中上游干流已进行梯级开发的六个水库的入库水体、库区水体及出库水体进行一个水文年的采样，对溶解无机碳（DIC）、溶解有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）、DIC同位素组成（δ13CDIC）和POC同位素组成（δ13CPOC）以及TN、TP、chla、和藻类种类和数量进行了分析，深入探讨了水电梯级开发对河流碳循环的影响，获得以下几点重要认识。这些认识将为我们理解和评价梯级开发对河流水环境的影响提供重要的科学依据: 1、河水化学的水库效应：河流梯级筑坝拦截使得水库水体基本水化学特征发生变化。研究区水化学类型主要为重碳酸盐-碳酸盐Ca组Ⅱ型水。河流经水坝拦截后，库区水位抬升，水库水化学性质表现出随季节变化的特征。水库中水体在春季开始出现水温的分层结构，这种状况持续到夏季和秋季，有效地限制了上下层水体的垂直交换。河流水体经水库作用后，出库水体水温、pH值均降低。除冬季外，各水库出库水体水温均低于入库水体和库区表层水体。水体水化学组成因此出现较为明显的上下差异。Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-经水库作用而部分被吸收或滞留；而Ca2+、HCO3-和NO3-经水库作用后增加。 2、生物作用的水库效应：研究区水库中，洪家渡水库、引子渡水库和索风营以绿藻为主，处于中营养状态；普定水库和东风水库以硅藻为主，处于轻度富营养状态；乌江渡水库以蓝藻为主，处于富营养状态。总体上表现为水库库龄与水库营养程度正相关，建库时间越长，水库营养程度越高。 3、碳循环的水库效应：水库作用过程使得出库水体中DIC浓度增加，DOC和POC浓度减少。梯级水库作用使得乌江中上游河流体系DIC输出量增加22.18%，而DOC和POC输出量则分别减少18.19%和70.09%。研究区梯级水库是河流—水库体系DIC的“源”、DOC和POC的“汇”。经梯级水库作用后，乌江中上游河流—水库体系经乌江渡水库每年向下游河流输送的DIC（以C计）、DOC、POC通量分别为263.64 kt、12.40 kt、13.86 kt。 总体上，研究区梯级水库是下游河流DIC的“源”，DOC、POC的“汇”。在水体垂直剖面上，DIC浓度随水深的增加而增加，而DOC、POC浓度则随着水深的增加而减小，但由于底部沉积物的再悬浮作用，使得部分剖面中底部水体中DOC、POC浓度增加。溶解无机碳同位素组成（δ13CDIC）对水库作用过程有良好的响应，水库出库水体中δ13CDIC值比入库水体和库区表层水体均偏负，在库区坝前垂直剖面上，δ13CDIC值随着水深的增加而偏负，δ13CPOC值变化规律性较差。从研究结果来看，δ13CDIC值可用于对水库作用过程对水环境的影响进行示踪。 4、水库的温室气体释放：总体上，入库水体中溶解CO2分压（pCO2）低于出库水体。河流经水库截留后，水体中pCO2增高，向大气中释放的CO2增加，成为大气CO2的“源”。在水库内部垂直剖面上，水体中CO2分压随着深度的增加而增大。由于水库为下层泄水，使得出库水体中CO2分压显著高于大气分压，CO2释放通量平均为水库库区表层水体的6.51倍。由此可见，在研究水库作用过程对大气中温室气体的影响时，水库泄水的CO2释放问题需引起极大的重视。