针对医用植入体材料锆基金属玻璃在应用中存在的生物兼容性问题,采用纳秒激光在金属玻璃试样表面诱导产生点阵和沟槽两种微纳结构,然后采用细胞活性测试、细胞分布和形态观察评价两种微纳结构对锆基金属玻璃生物兼容性的改善效果,并从表面形貌方面讨论激光表面改性对生物兼容性的改善机理。结果表明:相对于原始试样,激光诱导产生的沟槽结构能够显著增强成骨细胞在试样表面的黏附性和细胞活性,这主要归功于显著增加的表面粗糙度;点阵结构对细胞活性的改善效果不理想。除此之外,在沟槽试样表面,激光诱导产生的沟槽以及在沟槽内附着的微纳结构是成骨细胞在沟槽内部或附近沿着沟槽方向分布的主要原因。

癫痫治疗手术往往依靠对致痫灶的准确定位,目前各种定位方式都存在着一定限制。临床上使用的脑皮层电位图(ECoG)具有很高的时间分辨率,但是其空间分辨率不能满足要求。基于人脑中存在的神经血管偶联机制,提出一种利用微型光极与微型超声探头,通过探测脑微血管血流量来进行癫痫致痫灶定位检测的新方法。动物模型实验结果表明:脑皮层表面检测到的光极信号与癫痫发作期ECoG电信号有着良好的对应关系;在脑皮层以下1 mm深度内,超声回波功率谱与ECoG电信号同样具有较好的对应关系。因此,该方法有望为临床癫痫致痫灶检测与定位提供一种新的有效手段。

在光声显微成像中,系统的探测灵敏度是决定成像质量和探测深度的关键因素,也将进一步影响光声成像在生物医学领域中的应用范围。通过将微型放大芯片集成至换能器单元,实现信号的前置放大和输出阻抗的匹配,提高了探测灵敏度和信噪比;基于制备的原型换能器搭建了光声显微成像系统,并通过仿体和大鼠耳部血管的三维成像实验,验证了该系统进行高灵敏光声显微成像的可行性。实验结果表明:基于集成放大芯片换能器的光声显微成像技术可使光声信号的信噪比提升10 dB以上,具有应用于微弱生理、病理变化检测和定量分析的潜力。

激光冲击强化是一种有效提高材料疲劳强度的表面处理技术。针对K24镍基高温合金模拟叶片特点, 文中提出采用无保护层激光冲击强化进行表面处理。同时采用X射线衍射、显微硬度计表征了不同参数冲击下材料截面残余应力和显微硬度变化规律, 并利用高周振动疲劳试验验证其强化效果。结果表明: 无保护层激光冲击强化处理后在材料表层形成一定数值的残余压应力, 冲击1、3、5次后表面残余应力分别为-428、-595、-675 MPa, 影响深度分别约为110、150、160 μm; 显微硬度冲击一次后提升了29.2%, 影响深度约为60 μm。采用不等应力冲击后K24镍基合金模拟叶片疲劳强度由原始试件的282 MPa提高到327 MPa, 提高了16%。

针对服务识别算法中聚合度、耦合度等重要指标的优化问题，基于业务流程间的关联度模型，运用网络拓扑聚类算法，引入聚类邻接参数，以聚合度-耦合度为优化目标函数，提出基于赋权网络优化聚类的服务识别算法。结合具体案例，应用Matlab软件进行仿真分析，根据聚合度-耦合度优化模型，选择不同邻接参数取值下的最优聚类效果，验证了该算法在服务识别上的有效性。

为了分析在不同激发波长下不同组织/目标光声信号的时域与频域特点和差异, 根据光声信号产生的基本原理, 采用光声信号时域和频域分析方法, 设计了石墨仿体和离体组织等不同样品的多光谱光声实验。结果表明,样品的光声信号在时域与频域所展示的性能有很大的不同, 不同样品的光声信号的声谱是不同的, 且在不同激发波长下的声谱的峰值所对应的频率均相同, 因而可以用于组织特性的描述、组分识别等用途。此研究有助于利用光声成像实现组织识别, 并为进一步利用频谱分析方法研究多光谱光声成像奠定了基础。

针对时效性指标量化难的问题，主要对时间Petri网理论模型进行了研究，结合Petri网模型时间等效变换关系，对基于**信息服务体系（MISS）的防空作战进行Petri网建模，并推导了整个作战过程的等效时延。在此基础上，利用Matlab软件，对系统的时效性能指标进行了仿真分析，验证了该方法的有效性。

激光冲击强化利用激光冲击波力学效应可提高金属材料力学性能，现有实验手段难以测量波后动态物理参量、局部动态力学量以及微观组织动态运动过程。采用分子动力学方法，在300 K初始温度下对纯钛进行冲击模拟，观察到冲击加载下冲击波在纯钛中传播的动态双波结构，得到了加载过程中的力学量动态变化以及力学作用下孪晶的动态生长过程。塑性变形过程中，由于位错的塞积和释放，正应力上升的同时剪切力和流变应力不断下降，形成平行孪晶栅。在受冲击表面观察到了极薄的非晶层，其形成与超高应变率塑性变形和动态再结晶相关，且孪晶和非晶层结构均与透射电子显微镜结果吻合较好。

针对K24 镍基铸造合金材料表面粗糙度大引起吸收保护层贴合不紧密的问题，提出采用无保护层激光冲击(LSPwC)方法对K24合金进行强化，利用高周疲劳实验验证其强化效果，并从残余应力、微观组织方面讨论疲劳性能改善机理。实验结果表明：相对于原始叶片，LSPwC 后的模拟叶片的疲劳强度提高16%，保温后疲劳强度提高11%。LSPwC 在试样表层诱导产生高幅值残余压应力和高密度位错，从而提高模拟叶片的疲劳性能；保温后，大部分残余压应力发生松弛，位错结构具有较好的热稳定性，这是保温后模拟叶片疲劳性能提高的主要原因。

对渗铝、渗铝后强化、强化后渗铝的K417合金试件分别进行振动疲劳试验。试验结果表明，相对于渗铝处理，强化后渗铝试样的疲劳强度提高了50%，而渗铝后强化试样的疲劳强度提高了30%，这说明渗铝与激光喷丸强化复合工艺可以提高材料的疲劳性能，且强化后渗铝效果更好。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析激光喷丸强化与渗铝复合工艺顺序对材料力学性能的影响，讨论了疲劳性能的改善机理。结果表明，激光喷丸强化促进了渗铝过程，生成大量柱状晶，渗层厚度增加，渗层与基体的结合更加紧密，从而有效提升疲劳性能；而渗铝后强化主要对渗层表面进行了形变强化，疲劳性能的提升有限。