808-nm fiber coupled module with a CW output power up to 130 W

A fiber coupled module is fabricated with integrating the emitting light from four laser diode bars into multimode fiber bundle. The continuous wave (CW) output power of the module is about 130 W with a coupling efficiency of around 80%. The output power is very stable after the temperature cycling and vibration test. No apparent power decrease has been observed as the device working continuously for 500 h.

Analysis of directional emission in square resonator lasers with an output waveguide

Square microcavity laser with an output waveguide is proposed and analyzed by the finite-difference time-domain (FDTD) technique. For a square resonator with refractive index of 3.2, side length of 4 microns, and output waveguide of 0.4-micron width, we have got the quality factors (Q factors) of 6.7×10~2 and 7.3×10~3 for the fundamental and first-order transverse magnetic (TM) mode near the wavelength of 1.5 microns, respectively. The simulated intensity distribution for the first-order TM mode shows that the coupling efficiency in the waveguide reaches 53%. The numerical simulation shows that the first-order transverse modes have fairly high Q factor and high coupling efficiency to the output waveguide. Therefore the square resonator with an output waveguide is a promising candidate to realize single-mode directional emission microcavity lasers.

一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器

提出了一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器.该结构在常规的GaN肖特基结构紫外探测器上外加了一层禁带宽度更大的n型AlGaN层,模拟计算结果表明:与常规器件结构相比,该结构能有效地减小表面复合的影响,提高了器件的量子效率.进一步地研究结果还表明:采取较薄、载流子浓度较高的AlGaN层更有利于提高这种新结构器件的量子效率.

MBE Growth of High Electron Mobility InP Epilayers

The molecular beam epitaxial growth of high quality epilayers on （100） InP substrate using a valve phosphorous cracker cell over a wide range of P/In BEP ratio （2.0-7.0） and growth rate （0.437 and 0. 791μm/h）. Experimental results show that electrical properties exhibit a pronounced dependence on growth parameters,which are growth rate, P/In BEP ratio, cracker zone temperature, and growth temperature. The parameters have been optimized carefully via the results of Hall measurements. For a typical sample, 77K electron mobility of 4.57 × 10^4 cm^2/（V · s） and electron concentration of 1.55×10^15 cm^-3 have been achieved with an epilayer thickness of 2.35μm at a growth temperature of 370℃ by using a cracking zone temperature of 850℃.

（111）A InP衬底上MOCVD外延InGaAsP的表面形貌和光学特性

为了研究(111)衬底的特性以及实现等边三角形微腔激光器，利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)研究了(111)A InP衬底上InGaAsP外延层的表面形貌和光学特性。考虑到(111)A InP衬底的悬挂键密度比较低，在生长过程中有意提高了V／III比。通过扫描电子显微镜(SEM)和光荧光(PL)谱分别研究了外延层的表面形貌和光学特性。实验发现，表面形貌和光学特性随V／III比和温度的变化非常大。最佳V／IlI比和温度分别为400和625℃。

60瓦半导体激光器光纤耦合器件

应用光纤列阵耦合方式，对大功率半导体激光器线列阵输出光束的快轴方向用一根柱透镜准直，准直后的光速耦合到光纤列阵中，实现出纤功率为60瓦的大功率半导体激光二极管线列阵光纤耦合效率大于80％，光纤的数值孔径NA为0.11。

CeO2/Si薄膜的紫／蓝光跃迁

利用双离子束外延技术制备了CeO2/Si薄膜，观察到了CeO2室温蓝光发光以及低温紫光致发光(PL)现象．利用XRD和XPS对薄膜结构及价态进行分析后表明，Ce02的发光机制是由于电子的Ce4f→O2p跃迁和缺陷能级→O2p能级跃迁共同作用的结果，并且这些缺陷能级位于Ce4f能级上下1eV的范围内．

RF-MBE生长AlN/GaN超晶格结构二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术（RF-MBE）在c面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlN/GaN超晶格结构极化感应二维电子气材料。所获得的掺Si的GaN膜室温电子浓度为2.2 * 10~(18)cm~(-3)，相应的电子迁移率为221cm~2/(V·s);1μm厚的GaN外延膜的（0002）X射线衍射摇摆曲线半高宽（FWHM）为7’；极化感应产生的二维电子气室温电子迁移率达到1086cm~2/(V·s)，相应的二维电子气面密度为7.5 * 10~(12)cm~(-2)。

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氮源分子束外延（NH_3-MBE）系统和射频等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）系统在C面蓝宝石衬底上外延了优质GaN以及AlGaN/GaN二维电子气材料。GaN膜（1.2 μm厚）室温电子迁移率达300 cm~2/V·s，背景电子浓度低至2 * 10~(17) cm~(-3)。双晶X射线衍射（0002）摇摆曲线半高宽为6 arcmin。AlGaN/GaN二维电子气材料最高的室温和77 K二维电子气电子迁移率分别为730 cm~2/V·s和1200 cm~2/V·s，相应的电子面密度分别是7.6 * 10~(12) cm~(-2)和7.1 * 10~(12) cm~(-2)；用所外延的AlGaN/GaN二维电子气材料制备出了性能良好的AlGaN/GaN HFET（异质结场效应晶体管），室温跨导为50 mS/mm（栅长1 μm），截止频率达13 GHz（栅长0.5 μm）。该器件在300 ℃出现明显的并联电导，这可能是材料中的深中心在高温被激活所致。

RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术(RF-MBE)在C面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料。所外延的GaN膜室温背景电子浓度为2×10~(17)cm~(-3)，相应的电子迁移率为177cm~2/(V·s);GaN(0002)X射线衍射摇摆曲线半高宽(FWHM)为6'；AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为730cm~2(V·s)，相应的电子气面密度为7.6×10~(12)cm~(-2)；用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管(HFET)室温跨导达50mS/mm(栅长1μm)，截止频率达13GHz(栅长0.5μm)。

AlGaInP visible quantum well lasers for information technology

650 nm-range AlGaInP multi-quantum well (MQW) laser diodes grown by low pressure metal organic chemical vapor deposition (LP-MOCVD) have been studied and the results are presented in this paper. Threshold current density of broad area contact laser diodes can be as low as 350 A/cm(2). Laser diodes with buried-ridge strip waveguide structures were made, threshold currents and differential efficiencies are (22-40) mA and (0.2-0.7) mW/mA, respectively. Typical output power for the laser diodes is 5 mW, maximum output power of 15 mW has been obtained. Their operation temperature can be up to 90 degrees C under power of 5 mW. After operating under 90 degrees C and 5 mW for 72 hrs, the average increments for the threshold currents of the lasers at 25 degrees C and the operation currents at 5 mW (at 25 degrees C) are (2-3) mA and (3-5) mA, respectively. Reliability tests showed that no obvious degradation was observed after 1400 hours of CW operation under 50 degrees C and 2.5 mW.

大兴安岭北坡森林景观火后恢复及演替模式研究

1987年大兴安岭北坡发生的特大森林火灾，过火面积达1.33×106ha,如何在如此大面积的火烧迹地上恢复森林资源，是森林经营管理者迫切需要回答和解决的问题。本文应用空间直观景观模型(LANDIS)设计不同的管理方案，模拟火后森林景观在不同自然干扰和人类干扰下的长期演替动态，以弥补这一不足。通过对比研究这些管理方案对森林景观的长期影响，不仅可以评价目前该区所采取的经营管理方案是否合理，还可以找到更合适的管理方案，为火后森林景观的定向恢复和加速恢复过程提供实际的指导意义。此外，通过对1987年火后十几年来森林植被的野外调查研究，可以弥补LANDIS只模拟树种不模拟草本和灌木，且以10年为步长的不足，加深人类活动对火后森林植被短期变化影响的理解。本文研究主要结论如下： 1）相对于轻度灭火方案而言，目前重度灭火方案可以增加针叶林（落叶松和樟子松）在该区所占的比例，相应地降低白桦等阔叶林在该区所占的比例。而且，目前重度灭火强度可以增加针叶树种成过熟林在该区所占的比例，减少幼龄林所占的比例，可见目前重度灭火方案有利于火后森林恢复。另外，目前重度灭火方案下的累计过火面积较少，火烧频率降低，但火干扰以重度火烧为主，这可能对于森林资源造成重大的损失。 2）种植强度越高，越有利于针叶林的更新。但考虑到经济以及劳动力等因素，中等种植强度（例如，种30%）已能很好地有利于火后森林恢复。相对于聚集种植而言，在整个重度火烧区进行随机种植可以增加针叶树种在该区所占的比例，降低白桦等阔叶树种所占的比例，因此随机种植更有利于火后森林恢复。进行人工造林时尽量不要种植单一物种。相对于其他种植比例而言，目前落叶松和樟子松的种植比例（7：3）有利于针叶树种的恢复。 3）相对于完全依靠天然更新而言，目前经营管理措施可以增加针叶树种在该区所占的比例，相应地降低阔叶树种的比重。在目前经营措施下，由于火后10年内进行大规模的森林采伐，使针叶树种的成过熟林及聚集程度等有较大幅度的下降，虽然随后逐渐增加，但也需要近100-150多年的时间才能恢复。总之，目前经营管理方案与完全依靠天然更新相比，有利于火后森林恢复，但在演替的前期（100-150多年）也存在一些问题。因此，大兴安岭林区发生特大森林火灾后，应禁止大规模的森林采伐，否则会发生森林年龄结构的锐变等一些问题，不利于森林景观的稳定。如果进行大规模的森林采伐，即使进行人工造林，也要很长时间才能得以恢复。 4）在火后完全依靠天然更新，无论是草本、灌木还是乔木树种在演替前期都发生了极大的变化。火后初始，阳性草本植物迅速增加，占据火烧迹地。但目前（火烧16年后）草本物种数开始下降，而且阳性草本逐渐减少，阴性草本逐渐增加。草本盖度的变化与物种变化呈明显的正相关，随着物种数的下降，草本盖度也逐渐下降。而灌木盖度与物种数则没有明显的相关性。目前喜阳灌木物种逐渐消失，而耐荫的逐渐增多，但总的灌木物种数只有少量减少。目前该区树种以白桦等阔叶林为主。在人工促进天然更新下，目前火烧迹地上的物种数仅稍高于天然更新。而由于人促更新使物种尤其是乔木更有利于更新，火烧迹地上的植被盖度却要高于天然更新。相对于天然更新而言，在人促更新下，目前在火烧迹地形成的针阔混交林中，针叶树种所占的比例明显提高。在人工更新下，目前火烧迹地上主要以针叶树种为主，而阔叶树种则较少。

黑土侵蚀区景观生态建设的水土保持效应

黑龙江省拜泉县是我国黑土侵蚀与综合治理的典型代表。经历了上世纪垦荒初期环境优美、土地肥沃，70年代后期水土流失严重、生态恶化，80年代以来大规模生态治理、环境明显改观的典型发展过程。是人类征服自然——自然报复人类——人类与自然和谐共处等人与环境关系演进的一个小小缩影。本论文以该典型区为研究案例，以景观格局——景观功能——景观生产力关系分析为研究思路，从遥感、统计资料、调查访问和取样实测等获得原始数据，运用景观指数和地理信息系统（GIS）等空间分析方法，结合通用土壤流失方程、地统计学和能值分析，综合评价了黑土侵蚀区景观尺度水土流失治理的区域土壤侵蚀控制效应、区域土壤性质恢复效应及大规模生态建设的农业效应。旨在为区域水土流失治理综合评价探索研究思路，也为该县或同类地区生态建设、环境保护及景观规划决策提供科学参考。本论文取得如下研究成果： (1). 经过多年来的大规模生态建设，拜泉县的生态环境有了明显的改观。区域景观类型数量和空间配置的变化对发挥其水土保持功能起到了很好的调控作用。从1989年到2002年，县域耕地面积减少24731hm2，林草地面积、水体面积分别增加了13568 hm2和1191 hm2，水库和塘坝增加1402座。全县55%的水土流失面积得到治理，82.2%的农田得到林网的防护，43.7%的景观地表超渗径流得到集蓄，土壤侵蚀模数由9.14 下降到6.50 。进一步的景观结构调整要注意增加林草地等类型斑块的聚集度；调节林网连接度、环度及网眼大小；增加水库塘坝的泻洪与灌溉配套设施等。 (2). 通过拜泉县双阳河流域30个子流域景观指数与土壤侵蚀模数的相关性分析，定量研究了景观结构和土壤侵蚀程度的关系。结果表明：农田面积百分比、景观聚集度与土壤侵蚀模数显著正相关，灌木林地和草地面积百分比、香农多样性指数与土壤侵蚀模数显著负相关。梯田、等高垄农田、顺坡垄农田、乔木林地、灌木林地、草地面积百分比，景观分维数、景观聚集度、景观香农多样性9个结构因子与土壤侵蚀模数的复相关系数（R=0.931）大于任一单因子相关系数，景观结构对土壤侵蚀的影响是多因子综合作用的复杂过程，且达到高度相关，9个结构因子与侵蚀模数之间存在线性回归关系。研究区平均土壤侵蚀模数为6.58 ，侵蚀强度较轻，但大于东北黑土区土壤容许流失量标准（2 ）。该流域是典型的农业景观，农田面积占景观总面积的71.8%，而且分布比较集中，它是未来土壤水蚀的主要景观要素，同时也是水土保持的主战场。增加灌草地斑块、实施农田保护性耕作等将是该流域继续控制土壤侵蚀的有效办法之一。 (3). 通过对拜泉县通双小流域土壤性状的空间变异性和空间相关性研究，得到下列结论：全碳、全氮、砂粒、粉粒、粘粒含量和容重具有中度的变异性，而砾石含量变异强烈，它能够表征该流域黑土的侵蚀强度。除砾石外，所有土壤性状之间具有显著的相关性 (P<0.05)。土壤性状主要与坡位、海拔高程和土地类型有关。全碳、全氮、粉粒和粘粒含量具有强度的空间自相关性，而容重和砂粒含量在空间上是中度自相关的。无论在农田，还是在整个流域，均有2/3左右的土地存在氮缺乏，容重和砂粒偏高的现象。地形、土地利用、侵蚀和侵蚀治理综合地影响了土壤性状的空间分异。但过去的土壤侵蚀是最突出的因子。侵蚀治理和土地类型调整在20-30年的尺度上，并没有显著地改善土壤的性质。目前的侵蚀治理对于土壤的移位和流失起到了很好的控制作用，但短期土壤质量恢复并不令人满意。如何提高土壤质量，将是又一迫在眉睫的任务。为了提高土壤质量，保护林地和草地不被破坏，改变农田的耕作方式等是该流域改善土壤性质的有效管理措施。 (4). 在拜泉县农业系统经济特征和生态建设动态分析的基础上，运用能值理论，研究了县域农业生态经济系统在大规模生态建设前后时间序列上的系统生产效率和可持续发展动态。主要结论如下：拜泉县经济发展与生态建设都取得了较大的成绩，但在县域生产生活大环境明显改善的情况下，农业系统自身的环境压力依然存在；农业系统的生产效率不高；农民生活水平较低；但大规模生态治理的农业效应已初步显现；系统的能值可持续发展有良好的趋向。

中国白腐真菌小薄孔菌等四属系统学研究

对采集自我国不同地区、不同森林生态类型中的，以及现保存于中国科学院沈阳应用生态研究所东北生物标本馆（IFP）、中国科学院微生物研究所真菌标本馆（HMAS）等国内主要标本馆的非褶菌目木材白色腐朽菌，小薄孔菌属（Antrodiella Ryvarden & I. Johans.）、耙齿菌属（Irpex Fr.）、容氏菌属（Junghuhnia Corda. emend. Ryvarden）和齿耳属（Steccherinum Gray）四属真菌标本进行了全面系统的研究。按照现代分类学方法对四属白腐菌进行详细的描述和显微结构绘图，记载了每种的寄主、国内分布及研究标本，并对每种与其相似种的联系和区别进行了讨论。我国范围内共记录及描述小薄孔菌属（Antrodiella）15种，耙齿菌属（Irpex）2种，容氏菌属（Junghuhnia）7种，齿耳属（Steccherinum）12种。其中，共发现新种4个，分别是：柄生小薄孔菌Antrodiella stipitata H.S. Yuan & Y.C. Dai，柏生小薄孔菌Antrodiella thujae Y.C. Dai & H.S.Yuan，亚圆孢齿耳菌Steccherinum subglobosum H.S. Yuan & Y.C. Dai和尖囊齿耳菌Steccherinum subulatum H.S. Yuan & Y.C. Dai；发现中国新记录种4个，分别是：柔韧小薄孔菌Antrodiella duracina (Pat.) I. Lindblad & Ryvarden，日本容氏孔菌Junghuhnia japonica Núñez & Ryvarden，集刺齿耳菌Steccherinum aggregatum Hjortstam & Spooner和圆孢齿耳菌Steccherinum hydneum (Rick) Maas Geest.。对四属中的代表性种类和重要种类进行了rDNA ITS片段序列测定，利用系统发育分析软件PHYLIP3.6对Antrodiella属和Steccherinum属中的种类进行系统发育分析，并探讨了Antrodiella等上述四属间的系统发育关系。结果表明，与Irpex相比，Junghuhnia和Steccherinum 与Antrodiella具有更近的亲缘关系。Irpex和Steccherinum两个属虽然都具有齿状子实层体结构，但其亲缘关系较远。

脲酶抑制剂NBPT在土壤中的吸附和降解

含脲酶抑制剂的肥料作为缓/控释肥料在提高养分利用率和减少环境污染方面明显优于普通化学肥料，已成为世界肥料研究和应用的热点。大量实验显示，NBPT和PPD提高尿素或硝铵尿素（UAN）的利用率很有潜力。NBPT，N-丁基硫代磷酰三胺，是目前最有效的脲酶抑制剂之一。本论文借助高效液相色谱仪对NBPT在我国不同气候带五种土壤中的降解及在土壤环境中影响其降解因子进行了研究，并摸索了色谱条件：在流动相为甲醇+去离子水50+50(V:V)，流速为0.3 mlmin-1时，紫外检测器，检测波长为195 nm时，回收率达到82.8%~101%。变异系数为1.1%~4.85%。相关系数为r=0.9994，回归方程为y=43266.6x-1124.51。结果表明：NBPT在偏酸的江西红壤和湖北黄壤中降解较快，半衰期为4.8~5.2 d，而在辽宁棕壤和江苏黄棕壤中降解较慢，半衰期为7.2~7.6 d；在吉林黑土中降解半衰期为8.2 d。 在未灭菌的土壤中，NBPT的半衰期为4.8～7.6 d，远远小于在灭菌土壤中22.4 d的半衰期；NBPT在偏酸的江西红壤和江苏黄壤中降解较快，半衰期为4.8~5.2 d，而在棕壤和黄棕壤中降解较慢，半衰期为7.2~7.6 d；随着环境温度增高(2O℃上升至3O℃)，NBPT降解速度略有提升(半衰期由7.6 d缩短至6.5 d)；NBPT在黑暗条件下降解半衰期为4.5 d，而在光照条件下的半衰期为5.9 d。可见，几种试验因子对土壤中NBPT的降解均有不同程度的影响。其中土壤微生物是影响NBPT降解的主要因素，有利于土壤中微生物生长的环境因素，如偏酸的土壤、较高的环境温度，对土壤中NBPT的降解有促进作用,而葡萄糖则可能因为增加了土壤颗粒的团聚性，增加了土壤对NBPT的吸附而抑制了NBPT的降解。