1 湖南省农用微生物应用工程技术研究中心, 湖南省微生物研究院, 长沙 410009
2 湖南省烟草公司长沙市公司, 长沙 410011
3 湖南农业大学植物保护学院, 长沙 410128
短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)X23可产生非核糖体肽类抗生素伊短菌素, 已被广泛用于植物病害的生物防治。伊短菌素合成基因簇中, edeB基因参与调控伊短菌素的合成积累。本研究利用基因同源重组技术, 以edeB基因作为外源基因的重组片段, 构建了原核表达载体pET28a-edeB, 转化至大肠杆菌BL21(DE)中进行诱导表达; 通过转录组测序检测edeB基因在短短芽孢杆菌不同培养时间(12、18、24、30和36 h)的转录时相。结果表明: edeB基因全长为771 bp, 编码256个氨基酸。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示, 在分子质量为30 kD处有一条特异条带, 与生物信息学预测的EdeB蛋白的大小一致, 且EdeB蛋白主要以包涵体的形式存在。转录时相分析结果表明, edeB基因在各个培养时间点均有表达, 表达模式为先升高后降低, 且在30 h时表达水平最高。这些结果为进一步研究edeB基因调控伊短菌素合成积累的分子机制奠定了基础, 为短短芽孢杆菌高产伊短菌素菌株的构建提供了理论依据。
短短芽孢杆菌 edeB基因 原核表达 转录时相 转录组 Brevibacillus brevis edeB gene prokaryotic expression transcription profile transcriptome
华中师范大学物理科学与技术学院, 湖北武汉 430079
针对当前遥感卫星电荷耦合器件(CCD)相机幅宽越来越大, 速率越来越高, 现有相机模拟源设备数据输出带宽不足的问题, 提出并实现了一种基于非易失性存储器 Express(NVMe)的超高速多通道遥感相机模拟源设备。该设备利用现场可编程逻辑门阵列 (FPGA)实现 4组 NVMe SSD主机控制器, 完成对固态硬盘 (SSD)的读写操作; 同时利用 DMA控制器读取 DDR4中缓存数据, 数据经封装处理后通过光纤接口输出。实验结果表明: NVMe主机控制器的写平均速率可以达到 1.7 GBps, 读平均速率达到 3.2 GBps。模拟源系统整体存储容量 8 TB, 对外输出带宽高达 80 Gbps, 支持 8路光纤接口输出。该模拟源具有较强的稳定性及良好的可扩展性, 已成功应用在某遥感卫星 CCD相机模拟源系统中, 为数传等设备的测试以及调试提供了充分保障。
模拟源 非易失性存储器 Express 现场可编程逻辑门阵列 CCD相机 光纤 simulator Non-Volatile Memory express Field Programmable Gate Array CCD camera optical fiber 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1178
1 石家庄铁道大学交通运输学院, 河北 石家庄 050043 廊坊师范学院, 河北 廊坊 065000北华航天工业学院, 河北 廊坊 065000
2 北华航天工业学院, 河北 廊坊 065000
3 石家庄铁道大学交通运输学院, 河北 石家庄 050043河北省交通安全与控制重点实验室, 河北 石家庄 050043
4 航天遥感信息应用技术国家地方联合工程研究中心, 河北 廊坊 065000
路基压实度是影响公路施工质量与使用寿命的重要因素, 因此, 快速、 无损、 精准掌握公路路基压实度具有重要的现实需求与意义, 然而传统公路路基压实度的检测主要基于少量离散点的精准检测实现, 无法满足全面、 精准检测路基施工质量的需求。 高光谱技术是一种可实现实时、 快速、 无损、 精准监测地表信息的高新技术, 这为公路路基压实度的检测提供了新的解决思路。 为探寻高光谱技术在检测公路路基土壤压实度方面的可行性, 通过土壤击实实验和土壤光谱测定获取土壤压实度及相应光谱数据, 并借助土壤光谱响应机理分析构建土壤紧实度系数; 然后采用压实前、 后土壤光谱构建土壤紧实度系数, 并选用离散小波算法处理分析土壤紧实度系数, 并结合相关性算法定量分析低频、 高频信息与土壤最大干密度进行相关性分析, 提取并筛选特征波段, 然后基于偏最小二乘算法构建土壤最大干密度的估测模型, 研究结果表明: （1）压实后土壤光谱幅度随土壤含水量的增加而降低, 光谱降低幅度随土壤含水量的增加而增加, 且土壤光谱反射率的变化幅度与土壤含水量差异的关系为非线性; 与压实前土壤光谱相比, 除20%土壤含水量外, 压实后土壤光谱反射率几乎在全波段区间均产生不同程度的增加或降低, 而该变化易对土壤成分的检测产生一定影响。 （2）基于压实前、 后土壤光谱生成的土壤紧实度系数能明显提升光谱对压实后土壤最大干密度的敏感性, 其相关系数R最高可达0.811, 为高度相关。 （3）在离散小波算法下, 高频信息能明显提升土壤紧实度对土壤最大干密度的估测能力, 其中基于D1构建的模型精度最高, 为最优模型, 其R2=0.957, RMSE=0.023, 土壤紧实度系数的分辨率对估测模型的精度影响较大。 该研究成果可为将高光谱技术应用于公路路基压实度、 其他工程地基压实度及耕层土壤紧实度的监测提供基础理论与方法支撑。
土壤压实度 高光谱 公路路基 土壤紧实度系数 最大干密度 Soil compaction Hyperspectral Highway roadbed Soil compactness coefficient Maximum dry density 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2294
1 空军预警学院, 武汉 430000
2 中国人民解放军94326部队, 济南 250000
3 海军航空大学, 山东 烟台 264000
针对脉冲多普勒(PD)雷达抗主瓣压制干扰问题, 提出两种抑制算法。第一种算法基于波束域盲源分离(BSS)抑制思路, 通过对相参积累后的多波束回波进行降维, 构造待分离信号, 并以瑞利熵为指标识别分离后的源信号。第二种算法基于相关滤波抑制思路, 以一个波束回波为匹配信号, 对另一个波束回波进行相关滤波, 再通过逆操作得到抑制后的波束回波。仿真试验验证了所提两种算法的有效性。
脉冲多普勒雷达 主瓣压制干扰 干扰抑制 盲源分离 相关滤波 pulse Doppler radar main-lobe suppression jamming jamming suppression Blind Source Separation (BSS) correlation filtering
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
设计并制备了780 nm大功率半导体激光器的单管和巴条。采用金属有机化学气相沉积技术制备的外延结构，分别使用GaAsP和GaInP作为量子阱和波导层，限制层是具有高带隙的AlGaInP材料。量子阱与波导层带隙0.15 eV，波导层与限制层带隙0.28 eV，抑制了载流子泄露。1.55 μm厚非对称大光学腔波导结构抑制快轴高阶模，同时缓解腔面损伤问题。为进一步提高腔面损伤阈值，利用超高真空解理和钝化技术，在腔面上沉积了非晶ZnSe钝化层。条宽150 μm、腔长4 mm的单管器件，在电流为15 A时，输出连续功率16.3 W未出现COD现象，斜率效率达到1.27 W/A，电光转换效率为58%，慢轴发散角9.9°，光谱半高宽为1.81 nm。填充因子为40%的厘米巴条，在192 A下实现连续输出功率180 W，电光转换效率为50.7%，光谱宽度仅为2.2 nm。
半导体激光器 泵浦源 高效率 腔面光学灾变损伤 硒化锌 semiconductor laser pump source high efficiency catastrophic optical mirror damage ZnSe 强激光与粒子束
2023, 35(11): 111002
Keystone变换(KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具。针对现有实现方法计算复杂度高、抗噪效能不够理想的问题, 提出基于快速傅里叶变换(FFT)插值的KT实现方法, 先将慢时间回波转换至频域, 再通过频域补零、快速傅里叶逆变换(IFFT)、时域抽取等操作, 计算尺度化回波, 完成KT去耦合。仿真结果表明, 所提方法抗噪效能优于现有几种KT实现方法, 且计算复杂度明显更低。
Keystone变换 FFT插值 时间尺度 频域补零 Keystone Transform (KT) FFT interpolation time-scaling zero padding in frequency domain
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院力学研究所，北京 100190
探测低频引力波需要脱离地缘噪声干扰，在空间搭建激光干涉引力波探测装置。太极、LISA、天琴等空间引力波探测任务，计划在几十万到几百万公里量级的臂长上实现皮米级的位移测量精度，以满足引力波探测的要求。在探测任务中，考虑轨道季节性变化和星间激光传输时间等因素，发射光束需要一个超前角度，确保远端望远镜能够接收到光束，从而完成星间激光干涉。针对发射光束需要超前角度的需求，设计并研制了一款用于激光干涉链路中提供超前角度的光束指向机构，即超前瞄准机构。该机构基于将偏转轴配置在反射镜面上的设计理念，采用柔性铰链和杠杆配合的结构形式，利用压电陶瓷自闭环进行驱动控制，实现光束一维高精度偏转。对该机构进行仿真分析，验证其力学特性以及偏转范围。对所研制的机构进行了一系列实验测试，结果表明，该机构偏转范围可达到
$ 709.4 $![]()
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μrad，偏转精度可达到
$ {\text{0}}{\text{.44 }} $![]()
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μrad，机构偏转引起的光程差优于
${\text{10}}\;{{{\text{pm}}}/{\sqrt {{\text{Hz}}} }}\;$![]()
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(1~10 Hz)。从而验证了该机构设计的可行性，为实现光束超稳高精度偏转提供一定的参考。
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220423
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200241
2 华东师范大学量子科学与精密测量研究院，上海 200241
实现了具有最轻质量碱金属6Li的冷原子干涉仪，并通过精确测量其反冲频率初步获得精细结构常数。为了克服6Li原子的总角动量为半整数所导致的对磁场敏感的困难，提出一种磁不敏感Raman跃迁，实现了垂直Raman光的共轭Ramsey Bordé型原子干涉仪，其相干时间超过2.3 ms。通过几何关系用四组干涉仪消除Raman光束之间角度带来的误差。测量得到的反冲频率ωr为2π×73672.789（36）Hz，精细结构常数为1/137.035976（33），是迄今为止基于冷原子干涉仪对6Li反冲频率的最精确测量。6Li冷原子干涉仪的实现不仅丰富了原子干涉仪的元素，而且由于其反冲频率大的特点，在精密测量领域具有极大的潜力。
反冲频率测量 冷原子干涉仪 精细结构常数 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106019
上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室，上海 200444
提出了一种基于环形芯结构的掺铒涡旋光纤。针对该涡旋光纤的放大性能，分析了其高折射率环和掺杂区域宽度对增益性能的影响。仿真结果表明，该光纤可支持1~2阶涡旋光模式，且C波段内的模式增益均高于35.4 dB。通过搭建实验装置对环形芯掺铒涡旋光纤的放大性能进行了测试。实验结果表明，在1530 nm波长处涡旋光的模式增益最大值高达32.6 dB。此环形芯掺铒涡旋光纤可广泛应用在长距离、大容量的空分复用光纤通信等领域中。
光纤光学 掺铒光纤 环形芯光纤 涡旋光模式 增益 中国激光
2023, 50(10): 1006003
