以折压比、抗拉强度和黏结强度为评价指标,通过正交试验确定了醋酸乙烯-乙烯共聚乳胶粉(VAE乳胶粉)改性水泥砂浆配合比的较优方案。以较优方案为基础,研究了VAE乳胶粉掺量对砂浆力学性能和抗冻性的影响。结果表明,VAE乳胶粉改性水泥砂浆配合比的较优方案灰砂比为0.375,VAE乳胶粉掺量为10%(质量分数),水灰比为0.38。VAE乳胶粉可以显著提高砂浆的抗折、抗拉、黏结强度和韧性,随着VAE乳胶粉掺量(8%~12%)增大,砂浆的抗折、黏结强度和折压比均不断增大,抗拉强度不断减小,但仍显著大于普通砂浆; 随着VAE乳胶粉掺量增大,砂浆的吸水率、质量损失率和强度损失率均不断减小; 随着VAE乳胶粉掺量增大,抗压强度呈先增大后减小的趋势,当VAE乳胶粉掺量为12%时,砂浆的抗压强度开始低于普通砂浆。综合考虑砂浆的强度和韧性,VAE乳胶粉的较优掺量为8%~10%。

针对天文观测和深空探测需求，提出了天基激光本振6.5 m衍射综合孔径红外射电望远镜的概念和形式，给出了激光本振阵列探测器形式，设计了基于衍射光学系统的综合孔径红外射电望远镜结构。该望远镜采用孔径渡越补偿信号处理方法扩大光谱范围，具有光学系统复杂度低、体积小和质量轻的特点。给出了系统主要参数和成像仿真结果，当中心波长为1.55 μm时，角分辨率约为0.24 μrad，最大不模糊视场角度约为1.55 mrad，光谱范围为0.2 μm，其探测灵敏度要比传统6.5 m口径望远镜高2倍，可观测的极限星等优于21。

研究了激光工艺参数的波动对钛合金表面着色稳定性的影响，以及不同激光工艺参数下钛合金表面色块的微观形貌和元素组分。在钛合金表面制备了橙、金、蓝、绿、紫等5种颜色的色块，通过重复实验获得各种成色稳定的色块对应的扫描速度、功率和线间距，实现了在20 J/cm²左右的较低激光能量密度下，在钛合金上获得欧几里得距离?Eab*<7的稳定颜色。分析了激光工艺参数在等量或等比变化下的成色稳定性，结果表明，在间隔为1 μm的线间距扰动下，?Eab*值的波动最大，不利于稳定成色。从样本的微观形貌、结构、元素组分等方面分析了不同色块的微观结构和元素组分差异，结果表明，激光作用后，样本表面分别形成了裂纹状、团块状有明显差异的两种微结构，且氧、碳元素含量区别明显。激光诱导钛合金表面着色是激光作用于材料表面形成的热效应导致的材料升温与表面钛氧化物形成共同作用的结果。

对基于衍射光学系统的激光雷达的波束展宽方法和作用距离进行了分析，介绍了实验样机的研制情况。根据实际激光雷达的成像特点并结合宽幅成像的需求，提出了离焦扩束、加柱面镜扩束以及基于衍射镜的波长变化扩束3种接收波束展宽方法，进行了仿真计算并给出了实验样机的部分测试结果。给出了扩束情况下激光雷达的作用距离表达式，同时讨论了模数转换（AD）采样量化对接收信号采样的影响，明确了接收扩束产生的增益下降可由电子学放大器来弥补的观点，并结合实际数据给出了验证结果和分析结果。

为提高粉煤灰的综合利用率，降低原料成本，采用未经磨细和分选的原状粉煤灰等质量替代硅灰来制备超高性能混凝土(UHPC)，并研究了不同掺量的原状粉煤灰对UHPC力学性能及微观结构的影响。结果表明：原状粉煤灰的掺入可使UHPC中胶凝材料的粒度呈梯度分布，形成良好的微级配；并且使新拌混凝土的流动度增大，影响了钢纤维在UHPC基体中的分布；当原状粉煤灰掺重不超过30%时，UHPC抗折强度随着原状粉煤灰掺量的增加呈现不同程度的增长，30%原状粉煤灰掺量的UHPC抗折强度与不掺粉煤灰的空白样相比提高了34%；由于原状粉煤灰水化缓慢，当原状粉煤灰掺量在0%~40%时，UHPC抗压强度随着原状粉煤灰掺量的增加有所下降。孔结构分析表明：UHPC的平均孔径以及总孔体积均随着原状粉煤灰的掺入而减小，基体更加密实；当原状粉煤灰掺量为30%时，SEM照片显示钢纤维与UHPC基体结合紧密，界面黏结增强。

针对对地三维成像和海洋水深测量的需求，对轨道高度为500 km、口径为2 m的谐衍射光学系统星载双波长陆海激光雷达系统进行了分析。基于单光子阵列探测器，分析了大口径衍射光学系统的光学合成孔径实现方式，并设计了系统参数。波长为1.55 μm的陆地观测激光雷达的主要性能指标为：地面像元分辨率4 m，交轨瞬时幅宽4 km，高程测量精度0.3 m。波长为0.516 μm的海洋观测激光雷达的可探测水深达30 m。分析了激光本振阵列探测器的结构，提出了基于相干探测的光学合成孔径技术，有望采用计算成像的方式，利用多个子口径的低分辨率复图像信号相干合成高分辨率图像，同时提高图像的信噪比。相同系统参数下的对比分析表明，波长为1.55 μm的陆地观测激光雷达采用相干探测体制后，探测性能优于传统的直接探测。采用子口径结构，可降低衍射光学系统的加工难度，同时子口径结构焦距短的特点使得光学系统的轴向尺寸和重量大幅减小。

利用原位合成的思路制备Ti-Ti3Al金属复合材料是提高钛基复合材料性能的好方法。通过选区激光熔化（SLM)技术和原位合成技术对不同混合比例的Ti-AlSi10Mg复合粉末进行成形试验,研究Al含量对SLM制备原位自生Ti-Ti3Al金属复合材料显微组织和力学性能的影响,并分析其物相、显微组织、显微硬度、耐磨性和拉伸压缩性能。试验结果表明：Al元素在成形过程中进入了Ti晶体中,形成了Ti-Al置换固溶体,对样件进行固溶强化,且会析出Ti3Al增强相颗粒。随着Al含量的增加,样件的力学性能逐步提升。显微硬度显著提高,当Al质量分数为10%时,硬度提升到538.56 HV,达到纯钛（220.59 HV）的2倍以上。耐磨性提高,样件的平均摩擦因数逐渐下降。抗压强度最高达到1 653.9 MPa,较纯钛样件提升164.48%,且优于退火后的纯钛板材（400~450 MPa）和SLM成形的TC4合金（1 128 MPa）。抗拉强度随着Al元素的上升,先上升后下降,但依然高于纯钛样件。通过原位合成思路与SLM技术的结合,对复合材料性能的提升具有重要意义。