为了满足光电系统中降低载荷和高精度的需求，红外用大尺寸硅窗口经减薄设计后，面形精度要求相比一般红外窗口零件提高 1倍，是普通薄形光学窗口零件（径厚比为 10:1）的 2倍以上，若仍使用常规工艺进行加工，零件精度无法满足技术指标要求。本文结合古典抛光的加工优势，针对硅单晶材料特性，优化胶合剂配比，采用胶点分布的方式粘结加工，通过改变设备主轴转速、零件加工温度等相关技术参数，以及对常规退火与精密退火的硅窗口加工对比研究，解决了红外用薄形硅窗口的加工难题。

为提升点阵结构的轻量化水平及变形能力，研究了NiTi空心杆点阵结构设计及激光增材制造。通过改变支杆内径，设计了质量系数为100%、93%、75%和50%的四种体心四方空心杆点阵结构，并利用激光粉末床熔融技术成形了对应的NiTi形状记忆合金构件。研究了空心杆点阵结构的质量系数对构件成形质量和显微组织的影响规律，采用有限元模拟法和单轴压缩实验分析了质量系数对结构压缩性能的影响规律，并通过循环压缩-热回复实验揭示了质量系数对NiTi点阵结构形状记忆效应的影响机制。研究表明：激光粉末床熔融技术制备的点阵结构成形质量好，但仍存在由凝固收缩、粘粉及台阶效应引起的尺寸偏差；质量系数为100%的点阵结构的承载能力最好，第一最大压缩载荷可达191.73 kN，对应的变形率为0.22；当质量系数降至75%时，第一最大压缩载荷为89.80 kN，构件承载能力下降53.16%，但压缩变形能力并未减弱，变形率仍可达0.21，且质量系数为75%的点阵结构的形状记忆效应最佳，在第一个压缩循环中回复率可达98.92%。

针对无人机编队的通信拓扑切换问题, 研究了一种基于联合误差的编队控制方法。基于无人机自身位置设置弹性前视点, 通过各无人机间位置误差和速度误差, 建立了带有联合误差的线性状态方程。引入编队中其他无人机之间的误差反馈, 设计了一种弹性的扩展一致性控制器。经典的一致性控制是该扩展一致性控制律在某些无人机之间的误差未知情况下的一个特例。最后, 应用Hurwitz稳定性分析方法验证了固定通信拓扑结构系统的稳定性, 并给出了其稳定的充分条件。采用Lyapunov稳定性分析方法得出了切换通信拓扑结构的指数收敛的条件。仿真结果表明该方法在固定和切换的拓扑下均能保持稳定队形, 而且弹性编队能很好地适应长机速度变化。

聚光系统的聚光效率和能量均匀性直接影响单位模组的发电效率。本文研究设计出高倍聚光模组系统, 该系统主要包括菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜。采用中心波长修正法进行菲涅耳透镜的设计, 并通过Zemax仿真模拟设计出球冠平顶微棱镜。最后通过Zemax模拟, 决定选取两侧面夹角α的角度为117°, 平顶到球面的间隔g为0.2 mm, 球冠平顶微棱镜的曲率半径R为10 mm。聚光系统整体的聚光效率达99.8%, 能量均匀度为0.812, 并进行实验验证, 得出实际聚光效率为83.1%。

研究了CdSe/ZnS 量子点与介孔多孔硅偶联吸附结合的复合膜的光致发光谱。实验比较了CdSe/ZnS 量子点与硅复合和与多孔硅复合的光致发光,发现量子点与多孔硅复合的发光比与硅复合有很大的增强。对不同孔径的多孔硅与量子点复合后的光致发光谱的比较发现,由于孔径大小对量子点浸入介孔硅有影响,孔径大浸入的量子点较多所以大孔径多孔硅的发光比小孔径的发光强。量子点与多孔硅复合的光致发光具有量子点荧光发光强度高、稳定和窄带发光的特点,对进一步应用于基于多孔硅器件的光学传感器有重要意义。

介绍了一台工业级大能量光纤耦合激光二极管(LD)端面泵浦皮秒脉冲激光器。装置利用Nd:YVO4晶体作为增益介质, 通过半导体可饱和吸收镜(SESAM)获得重复频率93.85 MHz、脉冲宽度15.8 ps、单路输出功率200 mW的锁模脉冲序列。放大器采用LD端面泵浦Nd:YAG晶体提供增益, 其中, 再生放大器实现了重复频率在1～20 Hz范围内可调, 且单脉冲能量106倍率的选脉冲放大, 双通行波放大器对脉冲进行再次放大, 最终获得了单脉冲能量为12 mJ的皮秒激光输出。

针对自旋弹提出了一种新的姿态估计方法。首先, 根据自旋弹的性质设计了一种特殊的太阳矢量测量装置,用来测量太阳矢量并替代常用的MEMS中的加速度计和地磁计来修正陀螺仪偏差。该太阳矢量测量装置包括透明外壳、光电池阵列、实时时钟和处理器, 太阳透过透明外壳照射光电池阵列, 该阵列将太阳能转换成电动势信号,并结合实时时钟、通过处理器处理得到该时刻的太阳矢量。然后, 通过四元数微分方程建立卡尔曼滤波状态方程和观测方程对自旋弹进行姿态估计。最后, 仿真结果表明该方法能够得到较高精度的自旋弹姿态角。

Y2SiO5∶Ce3+(YSO∶Ce)具有高密度、 不吸潮以及良好的光输出和快速衰减的特性, 是一种重要的闪烁材料。 研究采用高温固相法制备Y2SiO5∶Ce3+0.2%（YSO∶Ce）。 在低温及室温下, 对闪烁体YSO∶Ce的时间分辨发射光谱、 激发光谱以及衰减曲线进行了测量和分析。 YSO∶Ce主要有两类发射, 一是晶体的缺陷发射, 发射中心在320 nm; 二是掺杂的Ce3+的5d→4f发射, 发射中心在440 nm。 只有当激发能量(Ex)大于材料带隙宽度（Eg）时才能够激发出晶体缺陷发射, 对应慢速的激发发射过程, 且低温时发射强度较大, 当温度升高时有温度猝灭, 在室温下时间分辨发射光谱中几乎观察不到晶体缺陷发射。 对于发射中心位于440 nm Ce3+的5d→4f能级发射, 在60~300 nm范围内能够观察到多个激发峰, 其中能量小于材料禁带宽度的激发是属于Ce3+ 5d能级的直接激发带, 对应快速的激发发射过程。 在低温时能够观测到发光中心位于392和426 nm分立的发射峰, 对应Ce3+的5d→4f（2F5/2, 2F7/2）的发射。 当温度升高到室温时, 光谱宽化, 无法观测到分立的发射峰。 在温度200和300 K时, 当激发光的能量大于带隙宽度, 衰减曲线有明显的上升沿, 说明有能量传递给Ce3+。

针对座舱显示系统姿态指引画面中俯仰线数值、倾斜角指示三角在旋转、平移时出现扭曲、闪烁的现象，提出双线性插值的反向映射法实现图像旋转、平移，并在PC机Windows环境下采用Visual C++开发工具进行仿真，给出了未经插值算法和经过插值算法处理的姿态画面俯仰线数值的对比。实验结果表明，该算法成功解决了姿态指引画面中俯仰线数值、倾斜角指示三角在旋转、平移时的扭曲抖动现象。