针对现有光纤传感器测量温度、磁场强度时灵敏度较低的问题, 提出了一种基于光信号的光纤温度磁场传感器。传感器以长周期光纤光栅(LPFG)级联光纤布喇格光栅(FBG)作为传感结构, 以磁流体作为磁性敏感材料, 采用HF溶液腐蚀光纤包层来提高灵敏度。首先介绍了传感器实现温度和磁场强度的双参量测量原理, 然后利用Optigrating仿真软件对LPFG-FBG传感单元进行模拟仿真, 最后根据仿真结果制作传感器并搭建实验环境进行温度和磁场强度的测量实验。实验结果表明: 当温度为35~85 ℃时, 传感器的温度灵敏度为85.7 pm/℃; 当磁场强度为4~20 mT时, 磁场强度灵敏度为65 pm/mT, 且稳定性良好。

光腔衰荡法对腔内介质吸收有着极高的测量灵敏度，可实现腔损耗的精确测量。本文基于自由载流子吸收理论和谐振腔理论，建立了半导体材料特性测量的光腔衰荡理论模型，推导了腔衰荡信号与半导体材料特性参数和光学谐振腔结构参数间的函数关系，并进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明：光腔衰荡法可以实现半导体材料特性的精确测量，如掺杂浓度和电阻率。同时，基于该技术对半导体单晶硅片掺杂浓度和电阻率进行了实验测量，结果分别为(2.65±0.38)×1016cm-3和(0.61±0.07)Ω?cm，说明该方法在半导体材料特性测量中具有很好的应用潜力。

金属卤化物低维钙钛矿具有高效的发光性能, 并且作为闪烁体在辐射探测领域表现出极大的潜力。本文采用布里奇曼坩埚下降法生长出全无机零维钙钛矿结构Cs3Cu2Br5单晶。研究了Cs3Cu2Br5的光学吸收、光致激发和发射, 时间分辨光致发光和以及X射线探测性能。Cs3Cu2Br5晶体结构为正交晶系, 空间群为Pnma。在X射线激发下, Cs3Cu2Br5晶体具有峰值约为467 nm的宽带发射, 该发射来自自陷激子发射。Cs3Cu2Br5的稳态光产额约为4 000 ph./MeV, 且X射线余辉性能表现与BGO晶体相当。

基于激光动态散斑的时频信号,建立了一套适用于角反射器阵列的微动参数反演算法。首先利用物理光学方法推导了角反射器及角反射器阵列激光散斑的实时强度公式,然后基于短时傅里叶变换研究了散斑功率谱形成机制及其数字特征,最后提出了频谱相关法及时频-相幅变换算法,并采用该方法提取了动态散斑时频谱线周期及振幅分布,反演了三种典型运动状态下目标的自旋周期及旋转轴指向。结果表明:基于几个周期的散斑强度序列,所提反演算法可以得到高精度的旋转周期及视线角,但对旋转轴方位角的反演精度相对较差,需要更多的观测数据才能得到满意的结果。

为获得高质量的β-Ga2O3薄膜, 将c面蓝宝石上生长的GaN薄膜进行高温氧化制成了Ga2O3/GaN/蓝宝石模板, 进而在模板上利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺进行了β-Ga2O3薄膜的同质外延。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜等方法对样品的晶体结构、表面形貌等性质进行测试与分析。结果表明, 该方法获得的β-Ga2O3薄膜晶体质量受GaN薄膜氧化效果与MOCVD工艺条件等因素影响较大。通过优化实验条件, 得到了质量较高的β-Ga2O3薄膜。与蓝宝石上或GaN薄膜上异质外延得到的β-Ga2O3薄膜相比, 薄膜的晶体质量明显提高。通过对比不同样品的晶体质量、表面形貌和制备过程, 发现该方法成功地将β-Ga2O3薄膜在蓝宝石衬底或GaN/蓝宝石模板上异质外延转化为了Ga2O3/GaN/蓝宝石模板上的同质外延, 有效地减小了β-Ga2O3薄膜和蓝宝石、GaN之间较大的晶格失配和热失配, 有利于提高β-Ga2O3薄膜的晶体质量。

针对空间环境对低轨卫星推进系统的影响, 以某卫星超寿命运行下的肼推进剂泄漏为例, 在讨论卫星轨道倾角、光照角、降交点地方时等参数漂移的基础上, 详细分析卫星无姿态控制下的俯仰角速度遥测参数加速变化与干扰力矩来源, 随后根据气态方程建立模型, 估计质量泄漏率、气体泄漏率、干扰力矩、比冲等参数, 最后利用姿态角速度、储箱温度与压力等遥测数据进行检验。结果表明, 干扰力矩具有分段线性变化特征, 极大值约为3.4 μN·m, 极小值约0.9 μN·m; 肼推进剂的质量泄漏率在7.4~13.4 μg·s-1之间变化, 初始值相对较大, 随后下降并逐渐稳定在8.0 μg·s-1附近; 对应的气体泄漏率在0.56~1.18 Pa·L·s-1之间变化, 稳定值约为0.60 Pa·L·s-1; 比冲在121~249 m·s-1之间, 稳定值接近200 m·s-1。温度对漏气比冲的影响较为明显, 温度高则比冲相对较大, 反之亦然; 温度对干扰力矩也有相应影响, 但对质量泄漏率的影响并不明显。泄漏由密封材料性能下降所致, 温度对材料老化的影响是其中的关键因素, 但肼推进剂的质量泄漏率相对较小, 推进系统的产品质量相对较优, 能够满足长寿命低轨卫星应用需求。

本文基于激光超声转换技术, 对SF6气体绝缘封闭组合电器(GIS)内部缺陷检测方法进行了研究, 通过沈阳市某区电力局GIS设备运行情况的分析、局部放电的特点、局部放电产生原因的对比及激光超声转换技术特点的分析, 对GIS设备内部缺陷局部放电检测中的传感器布置、检测流程、诊断依据及原则进行分析, 并对该电力局基于超声转换技术诊断GIS内部局放的诊断过程进行了实例分析。结果表明, 采用超声波诊断该间隔开关罐体, 确定信号最大点位置为断路器上法兰以下1/4高度, 此时基于断路器罐体一圈, 稳定局放信号能被诊断到, 信号具有较小幅值, 为5.5 mV, 以此处为基准, 向下的信号和向上信号的幅值衰减趋势明显。在罐体一圈, 稳定局放信号均能诊断, 因此可推断放电源位置不在壳体而是处于中心导体。最后提出了GIS局部放电检测和诊断建议, 为设备检修策略提供参考依据。

采用分步傅里叶算法,研究了湍流大气中环形Airy高斯涡旋光束的传输强度和相位分布特性。对比分析了环形Airy高斯涡旋光束在湍流大气中和在自由空间中传输特性的变化,揭示了传输距离和分布因子对湍流大气中环形Airy高斯涡旋光束平均强度的影响规律。结果表明:由于大气折射率的随机扰动,光束传输过程中相位波前发生畸变。由于轨道角动量的存在,光束的等相位线变成弧线,且随着传输距离的增大,弧线逐渐变得不平滑。湍流大气中环形Airy高斯涡旋光束的平均强度随传输距离的变化呈Airy函数分布,且分布因子越小,光束的相位波前随传输距离的变化越明显,分布因子对光束传输的稳定性和传输质量的影响越大。

采用时域有限差分法研究了多因素对光学介质薄膜表面冗余节瘤粒子微分散射截面随散射角的变化规律.对光学介质薄膜表面冗余节瘤粒子复合散射进行建模, 并针对典型半空间问题, 对总散射场进行分解并对相应的场相位进行求解, 给出网格剖分规则.将数值结果退化为冗余球体粒子, 与MOM (Method of Moments)矩量法进行详细比较, 验证程序的有效性.分析P偏振光入射下, 入射角、长短轴轴比和镶嵌高度h对Cu和SiO2镶嵌粒子微分散射截面随散射角的影响规律.结果表明：微分散射截面的最大峰值出现在入射角的镜面值角度; 在镜向散射区域附近, 对于扁平回转椭球体粒子微分散射截面随冗余节瘤粒子轴比的增大而减小, 扁长回转椭球粒子的规律相反; 在[-90°,-60°]散射角区域, 微分散射截面与冗余节瘤粒子镶嵌高度成正比, 镶嵌高度对介质粒子散射特性影响更大.