A 16-term error model based on linear equations of voltage and current variables

Formulation of a 16-term error model, based on the four-port ABCD-matrix and voltage and current variables, is outlined. Matrices A, B, C, and D are each 2 x 2 submatrices of the complete 4 x 4 error matrix. The corresponding equations are linear in terms of the error parameters, which simplifies the calibration process. The parallelism with the network analyzer calibration procedures and the requirement of five two-port calibration measurements are stressed. Principles for robust choice of equations are presented. While the formulation is suitable for any network analyzer measurement, it is expected to be a useful alternative for the nonlinear y-parameter approach used in intrinsic semiconductor electrical and noise parameter measurements and parasitics' deembedding.

两个冠醚分子在简正坐标分析及NRCC程序在微机上的移植

本文用加拿大国立研究院(National Research Council of Canada) Fuhrer等人编制的FORTRAN语言程序（以下简称NRCC程序），对两个冠醚类化合物进行了简正坐标分析，这两个化合物分子是二氧六环(C_4H_8O_2)和12－冠－4(C_8H_(16)O_4)。作者用Synder和Zerbi提出的一般价力场，计算了二氧六环的36个简正振动频率，精化四次后的结果误差为14.04 cm~(-1)，得到了二氧六环的精化力场和势能分析矩阵；做了12－冠－4－的中红外光谱(3200-5000cm~(-1))。远红外光谱(500-70cm~(-1))和拉曼光谱(3200-50 cm~(-1)，从而归属出12－冠－4的78个简正振动频率实验值；利用二氧六环的精化力场作为初始力场，计算了12－冠－4的简正振动频率，对78个简正振动频率进行了精化计算，精化三次后的结果误差为13.99 cm~(-1)，精化后得到12－冠－4的精化力场和势能分布矩阵；将NRCC程序以BASIC语言移至TRS-80微型机上，对二氧六环进行了计算，结果良好，首次给出二氧六环一般价力场的势能分布。一、对二氧六环的处理 二氧六环分子式C_4H_8O_2，合14个原子，有3N－6＝36个简正振动频率。分子结构系由二个乙氧基(-CH_2-CH_2-O-)单元组成的含有四个碳，两个氧的六元环，平衡态分子为椅式构象，属于C_(2h)点群，36个简正振动频率分为四个对称类Ag、Au、Bg和Bu，分布是：Ag 10个，Bg 8个，Au 9个，Bu9个。二氧六环的分子结构及坐标示意图见28而图5，定义了14个伸缩内坐标，26个弯曲内坐标，6个扭曲内坐标，共46个，C－C键长1.54A，C-O键长1.41 A，C－H键长1.096A，键角都用109°28'。用CART程序（NRCC程序之一）计算二氧六环14个原子的笛卡尔坐标，用GMAT程序（NRCC程序之二）计算其B矩阵和G矩阵，用FPERT程序（NRCC程序之三）计算其简正振动频率、精化力场，计算用一般价力场，引入V矩阵对称化，将46个坐标化为46个（内）对称坐标，10个多余坐标在FPERT程序计算中除去。二、对12－冠－4的处理 12－冠－4分子式C_8H_(16)O_4，含28个原子，共3N－6＝78个简正振动频率，分子结构为四个乙氧基(-CH_2-CH_2-O-)单元组成的含八个碳、四个氧的12元环，自由分子的12－冠－4属于C点群。结构数据引自Groth的X光衍射分数和坐标，自己编制了BASIC语言程度将分数坐标化为笛卡尔坐标，用GMAT程序计算B矩阵和G矩阵，FPERT程序计算78个简正振动频率、精化力场、计算势能分布矩阵，引入U矩阵将92个内坐标化为92个对称坐标，14个多余坐标在FPERT程序中自动除去。三、结果 势能分布矩阵给出分子的振动归属，对这两个冠醚类分子的3N－6个简正振动频率，可以划分为五个振动区域。1．C－H伸缩振动区（3000－2800 cm~(-1)） 在该区中，二氧六环有八个值：2974、2966、2854和2867 cm~(-1)各两个，12－冠－4有16个值：2935、2923、2915和2907 cm~(-1)各两个，2860 cm~(-1)8个，高于2900 cm~(-1)者为反对称伸缩振动，低于2900 cm~(-1)者为对称伸缩振动。2．亚甲基弯曲振动之一(1500-1400 cm~(-1)) 该区的主要振动是亚甲基剪式振动(Scissor)，其它振动小于10％二氧六环在该区有四个频率：1443、1461、1451和1457 cm~(-1)，12－冠－4有八个频率：1466、1450、1450和1405 cm~(-1)各两个。3．亚甲基弯曲振动区二(1400-1200 cm~(-1))该区的主要振动模式为亚甲基的颤动(wag)、卷曲(twist)和摆动(rock)振动，其它振动小于13％。二氧六环在该区有八个频率：1334、1303、1396、1216、1367、1264、1377和1296 cm~(-1)，12－冠－4有十六个频率：1388、1363、……1229 cm~(-1)（其中1288、1307cm~(-1)非简并，其余皆两重简并）。4．环的骨架伸缩振动区(1200-600 cm~(-1))该区振动模式复杂，除环的骨架伸缩振动外，还有亚甲基的wag、twist、rock以及环的骨架弯曲振动，而且这些振动的势能分布值都不小。二氧六环在该区有十一个频率，从1127至610 cm~(-1)，12－冠－4有二十个频率，从1135至184 cm~(-1)且大都是二重简并的。5．低频区(600-50cm~(-1))这两个分子在低频区的势能分布略有差别。二氧六环在该区有五个频率：503、486、427、276和224 cm~(-1)，主要振动模式为骨架弯曲振动和扭曲振动，C－O、C－C的扭曲振动在三个最低频率中分布占10－30％。12－冠－4在该区有18个频率，除570和547cm~(-1)处，都是二重简并的，六个最低频率的振动模式完全属于C－O、C－C键的扭曲振动，其它振动小于10％，所以200 cm~(-1)以下可称为12－冠－4的扭曲振动区，在600－200cm~(-1)之间的12个频率主要是骨架的弯曲振动，也有一定量的亚甲基wag、twist、rock振动。12－冠－4的简正坐标分析尚未有人做过。二氧六环的计算结果与Snyder和Zerbi的分析相吻合，12－冠－4和二氧六环两分子势能分布的相对一致性证明了对12－冠－4的简正坐标分析基本是正确的。本文比较了二分子的力常数和振动频率，探讨了环的大小对振动光谱的影响。四、NRCC程序简介 NRCC程序由CART、GMAT和FPERT三个程序组成，即可联一起运用，亦可分开独立进行运算。该程序功能强，所占内存大，适于大、中型计算机使用。CART程序之名字取自Cartisian Co-or-dinates的前四个字母，功能系由分子结构参数（键长、键角）计算分子内各原子的笛卡尔坐标。GMAT程序之名字取自G matrix的前四个字母，功能系由分子内各原子的笛卡尔坐标，原子质量和内坐标定义计算分子内各原子的坐标交换矩阵B和Wilson振动动能矩阵G。FPERT程序之名字取自F Perturbation的前五个字母，功能系由分子振动功能矩阵G、势能常数即力常数矩阵F计算分子的简正振动频率和势能分布矩阵，再通过实验频率精化势能矩阵F。NRCC程序可对含30个原子、60个内坐标的分子进行简正坐标分析，扩充后容量增大一倍。该程序可选用一般价力场(General Valence Force Field, 简称GVFF)和UBS力场(Urey-Bradley-Shimanouchi Force Field)，简称UBSFF或UBFF)。可选用对称化U矩阵，可自行决定力场精化次数和阻尼常数以限制精化结果的收敛性。五、NRCC程序在TRS－80微型机上移植试尝（该部分曾在第三届长春夏季化学讨论会上宣读）针对NRCC程序占内存空间大、难以在微型机上实现的情况，作者将NRCC程序改编为BASIC语言，改变程序的原来结构，形成一组BASIC语言程序：CART／BAS、GMAT／BAS和VIFR／BAS，改编后的BASIC程序在TRS－80微型机调试通过，TRS－80机字长8位，New Dos系统内存32K。改写后的程序只保持了原程序的基本原理，在内存，语句上改动很大，以适于微型机使用。数据在程序中直接嵌入，利于修改替换，且BASIC语言简单易学，便于操作。CART／BAS程序可计算含30个原子以内的分子的笛卡尔坐标，GMAT／BAS程序可计算含20个原子、45个内坐标的分子的G矩阵，VIFR／BAS程序可计算含15个原子的分子的简正振动频率。利用这组程序，作者以二氧六环分子为例做了一些试尝运算，误差14.4 cm~(-1)，相对误差1.8%，结果较理想。

单侧耦合16通道100GHz硅基二氧化硅阵列波导光栅的研制

介绍了一种新型单侧耦合16通道、100GHz通道间隔的硅基二氧化硅阵列波导光栅(AWG).通过增加一个Y分支波导结构,将AWG的输入、输出波导等间距整齐排列,仅用一个光纤阵列(FA)就可以对AWG器件进行耦合封装.这种AWG的结构设计可有效地减小器件尺寸和增加波导结构的弯曲半径,可减少器件的抛光和耦合时间,可降低器件的成本.

16信道0．35μmCMOS／VCSEL光发射模块

研究了垂直腔面发射激光器（VCSEL）及其列阵器件的光谱特性、调制特性、高频特性及与微电子电路的兼容性，将1×16的VCSEL与CMOS专用集成电路进行多芯片组装（MCM），混合集成为16信道VCSEL光发射功能模块。测试过程中，功能模块的光电特性及其均匀性良好，测量的-3dB频带芝宽度大于2GHz。

温度引起的ZnSe/Zn_（0.84）Mn_（0.16）Se超晶格中势阱层和势垒层的反转

测量了ZnSe，Zn_(0.84)Mn_(0.16)Se合金和ZnSe/Zn_(0.84)Mn_(0.16)Se超晶格的10～300K的变温光致发光谱。发现ZnSe的带隙在10K时比Zn_(0.84)Mn_(0.16)Se合金的带隙小，而在300K时比合金的带隙大。预计ZnSe/Zn_(0.84)Mn_(0.16)Se超晶格中在130K附近会发生势阱层和势垒层的反转。在ZnSe/Zn_(0.84)Mn_(0.16)Se超晶格中观测到了这种反转但发生在80K附近。超晶格中Zn_(0.84)Mn_(0.16)Se层的应变可能是反转温度变低的原因。

16-channel 0.35 mu m CMOS/VCSEL optoelectronic devices

We report some investigations on vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) arrays and VCSEL based optoelectronic smart photonic multiple chip modules (MCM), consisting of 1 x 16 vertical cavity surface emitting laser array and 16-channel lasers driver 0.35 mum CMOS circuit. The hybrid integrated multiple chip modules based on VCSEL operate at more than 2GHz in -3dB frequency bandwidth.

16-channel VCSEL based multiple chip modules

　

杉木人工林退化土壤生态恢复-－恢复过程及调控机理研究

杉木人工林在我国亚热带集体林区有着广泛的分布区域和悠久的栽培历史，在我国林业经济和人民生活当中一度扮演着很重要的角色。然而杉木人工林立地严重退化大大制约了杉木这一优良用材树种资源的进一步开发利用,杉木人工用材林的进一步发展面临着退化土壤生态恢复的严峻挑战,而且由于目前我国天然林保护工程的启动也期待着人工林持续健康发展。显然杉木林退化土壤的生态恢复是关系到我国林业发展和生态建设的重大课题。本研究是在中国科学院重点项目（KZ962-J1-202）和特别支持项目KZ95T-04共同资助下完成的,主要通过对土壤有机质积累、腐殖质组成改变、C和N矿化等过程的分析,研究了杉木林退化土壤的生态恢复过程及其调控机理。1.通过考查杉阔混交和阔叶树轮栽途径对杉木人工林退化土壤生态恢复的影响,结果发现随着土壤生态质量的恢复土壤有机质不断积累,土壤有机质积累过程是杉木森退化土壤生态恢复的主要生态过程之一;两种途径相比,阔叶树轮栽途径积累有机质速率明显高于阔叶树混交。通过杉阔混交和阔叶树轮栽途径,土壤积累的有机质质量也不断改善。连栽失败杉木纯林中下木草本层的充分发育,使土壤表层有机质的数量和组成明显提高。杉木林退化土壤中积累的有毒酚类有机物质占土壤有机质总量比例也随着恢复过程而下降。2.杉阔混交途径各林分生长季节土壤平均CO_2释放速率变化在238-426mgCO_2·m~2·hr~(-1),而杉木阔叶树轮栽途径各林分生长季节土壤平均CO_2释放速率变化在570-601mgCO_2·m~2·hr~(-1)之间,普遍高于杉阔混交林,甚至高于常绿阔叶林（503mgCO_2·m~2·hr~(-1)）。杉阔混交和杉阔轮栽促进了土壤净N矿化过程,但N矿化作用改善远远滞后于CO_2释放过程。在杉阔混交恢复途径中,以演替先期的非豆科固N树种桤木与杉木混交对C矿化过程、特别是净N矿化作用的恢复速率最快。而在阔叶树轮栽途径中,以木荷轮栽杉木林退化土壤对C、N矿化过程的恢复速率最快。杉木林退化土壤恢复过程中脲酶和蔗糖酶活性增强与有机质积累有密切关系,特别是脲酶,而酸性磷酸酶与有机质相关不明显,三种酶当中,蔗糖酶活性随着有机质的积累有一定程度提高,但仍明显低于常绿阔叶林,看来蔗糖酶活性还受其它因素约束。土壤在C、N矿化作用的增强与蔗糖酶和脲酶活性强弱成正相关。3.通过杉阔混交和阔叶树轮栽途径,杉木人工林退化土壤全N及有效P含量随着土壤中有机质积累不断增加;有机质积累与土壤N含量成密切正相关关系（R~2 = 0.81）;杉阔混交和阔叶树轮栽对土壤NH_4~+-N含量影响不明显,而土壤NO_3~--N含量在16年生杉楠混交林中有明显增加,与常绿阔叶林相近,但木荷纯林和火力楠纯林土壤NO_3~--N含量较高,明显高于杉木连栽失败纯林,且与常绿阔叶林土壤无明显差异。阔叶树轮栽纯林土壤中NH_4~+-N含量较低而NO_3~--N含量较高与阔叶林土壤硝化作用较强有关；非豆科固N树种桤木与杉木混交对森分土壤全N水平的恢复效应明显，但对NH_4~+-N和NO_3~--N没有显著影响。4.通过杉阔混交和阔叶树轮栽途径,杉木人工林退化土壤中微团聚体组成发生改变,但变化最明显的是0.25-2mm粒径含量的增加;阔叶树轮栽途径各林分土壤0.25-2mm粒径含量普遍高于杉阔混交林分土壤。在阔叶树轮途径中,木荷纯森和火力楠纯林土壤0.25-2mm粒径含量明显高于杉木连栽失败纯林,甚至高于常绿阔叶林;0.25-2mm粒径团聚体含量提高与有机质积累有密切关系,与活性有机质含量相关更为密切,0.25-2mm粒径含量与腐殖组成中胡敏酸和富里酸C含量之和相关（R~2 = 0.75）,表明土壤中团粒结构的形成过程中腐殖质起主要作用;粘粒含量与0.25-2mm粒径含量成反比。5.根据恢复生态学原理,杉木林退化土壤生态恢复的目标应确定为常绿阔叶林土壤,恢复途径也主要采用引入地带性森林生态系统的功能组份,增加有机质积累改善有机质组成和质量,然后通过人为积极调控土壤生物组成和生化活性、调控有机质积累和矿化过程,以改善土壤供肥及蓄肥功能;杉木林退化土壤中积累的有毒酚类化感物质,也可能通过土壤有机质输入/输出及土壤微生物活性的调控得到有效缓解。

~(40)Ar~(16+)入射金属表面的近红外光谱线发射

速度小于Bohr速度(vBhor=2.9×106m/s)的高电荷态离子40Ar16+(动能EK=150keV,速度v=8.5×105m/s)入射金属(Ni,Mo,Au和Al)表面,同时测量产生的Ar原子近红外光谱线和X射线谱.实验结果表明,低速高电荷态离子在金属表面俘获电子中性化,形成多激发态的Ar空心原子,空心原子退激辐射从近红外光谱线到X射线波段谱线,近红外光谱线辐射强度说明,低速高电荷态离子在金属表面中性化过程中,金属的功函数起着重要作用,进而验证了经典过垒模型.

Ar~(16+)与Zr作用产生的X射线谱

本工作对超导离子源(SECRAL)上的10~20 kV/q Ar16+和Ar17+入射到金属Zr表面进行实验研究。实验结果表明,高电荷态Ar16+在金属表面存在着多电子激发过程。Ar空心原子的K层发射X射线强度随入射离子的动能减少,靶原子Zr的L壳层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强。Ar17+单离子的K-αX射线产额比Ar16+单离子的K-αX射线产额大5个数量级。