由于等离子体是激光诱导击穿光谱（LIBS）的光谱源, 其内部粒子的分布结构将直接影响LIBS谱线的信噪比, 因此研究等离子体粒子分布结构和动态膨胀过程对提高LIBS的定量测量精度具有指导意义。 利用时间、 空间、 波长分辨的双波长差分成像技术分析激光诱导铝锡合金产生的二元等离子体, 获取等离子体内各态粒子发射率的时空分布图像, 以期探索不同激光支持吸收波（LSAW）类型的等离子体内各态粒子时空分布结构的演化机制。 实验通过低、 高激光辐照度的脉冲激光, 分别构建了激光支持燃烧波（LSCW）和激光支持爆轰波（LSDW）型等离子体。 通过观察等离子体的形态、 内部结构、 粒子分布、 粒子寿命, 结合元素的物理性质及谱线属性, 分析了激光与金属及等离子体之间的相互作用, 形成了二元激光等离子体的时空演化机制。 结果表明: （1）激光辐照度会改变等离子体的粒子分布结构; （2）低辐照度激光诱导产生的LSCW型等离子体内部有明显的层状分布, 激光主要吸收区位于蒸汽等离子体, 此时粒子的寿命较短, 分布结构主要依赖于元素熔点, 低熔点元素会先从难混溶合金表面熔化并析出, 分布于蒸汽等离子体顶部; （3）高辐照度激光产生等离子体的传播模型为LSDW型, 其内部蒸汽等离子体与冲击气体层有很大的混合区域, 激光主要被冲击气体层所吸收, 此时粒子寿命延长, 分布结构主要依赖于元素的相对原子质量。 高激光辐照度会使难混溶合金表面烧蚀区域内的粒子同时汽化, 粒子速度与相对原子质量的平方根成反比, 即相对原子质量小的粒子飞行速度快, 分布在蒸汽等离子体顶部。 以上等离子体粒子分布结构的时空演化机制有望普适于其他元素甚至多元等离子体情形。

硬碳拥有容量高、工作电位低、成本低等优势，在钠离子电池负极中展现出潜在的应用前景。其最重要的特点是拥有丰富的微晶结构，这对钠离子的吸附及嵌入/脱出过程十分有益，使硬碳展现出优益的储钠性能。在实际应用中，硬碳存在首效低、稳定性不足以及倍率性能较差等问题，功能化设计是针对性改善硬碳上述缺陷的有效策略。结合目前硬碳功能化改性方面的研究工作，系统介绍了近年来关于硬碳负极在功能化设计方面的典型策略及最新研究进展，并探讨了功能化设计的优势与不足，为指导未来钠离子电池硬碳负极的商业化应用提供理论基础和技术支撑。

针对α与高斯混合噪声下的超声波风矢量高精度、宽范围测量问题，本文提出了一种基于FLOM的双相测量方法。首先，利用FLOM算子对α与高斯混合噪声进行抑制，克服了传统的二阶矩以及高阶累计量无法在α和高斯混合噪声背景下使用的缺点。然后，将时延估计方法转化为相位估计方法，并利用参考信号的正交性，提出了一种基于FLOM的双相测量方法，消除了超声波传播过程中的幅值变化对测量精度的影响。仿真结果表明：在风速为0~70 m/s条件下，所提方法的测量精度与测量范围均高于时延估计方法；在信噪比为-10 dB的条件下，风速的均方根误差仍小于1.5 m/s，风向角的均方根误差小于2°。实测结果表明：在强风条件下，风速的均方根误差为0.104 m/s，风向角的均方根误差为0.54°。本文所提方法能在α与高斯混合噪声条件下对风矢量进行精确估计，其结果明显优于时延估计方法。

采用射频磁控溅射设备以NiO为空穴注入层在MQWs/n?GaN上制备了p?NiO/MQWs/n?GaN异质结发光器件。通过X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）、紫外分光光度计（UV?2700）等测试系统对制备的NiO层结构、形貌及光学特性进行了测试，结果表明NiO薄膜具有较好的结晶质量。对p?NiO/MQWs/n?GaN异质结器件进行了电流?电压（I?V）特性和电致发光（EL）特性测试。I?V特性测试结果显示，器件具有明显的整流特性，开启电压约为2.9 V。EL特性测试结果显示，该器件实现了室温下的蓝紫光发射，结合GaN的光致发光（PL）谱和器件的能带结构图，对器件的电致发光机理进行了深入研究。

稀疏恢复算法进行DOA估计时需要在角度空间进行网格化量化处理。针对该量化过程会引入的量化误差从而影响估计性能的问题, 本文通过导向矢量的一阶泰勒展开式将量化误差引入阵列输出的二阶矩模型。基于该模型设计了一种使用噪声子空间矢量进行修正的OMP算法对DOA和量化误差进行联合估计。新算法基于阵列协方差矩阵对于快拍数的依赖稍显敏感但是弥补了贪婪算法对DOA分辨力的不足并且不需要预知信源个数, 同时计算量对比现有的基于lp范数约束的凸优化方法大大降低。仿真实验验证了所提算法的有效性。

激光诱导击穿光谱（LIBS）定量分析中的自吸收效应不仅会降低谱线强度和增加线宽, 而且使定标结果饱和, 从而影响最终的分析精度。 为了消除该效应的影响, 提出了一种基于共振双线与非共振双线选择的自吸收免疫激光诱导击穿光谱（SAF-LIBS）技术, 通过比较所测谱线强度比值和理论强度比值来确定等离子体的光学薄时刻, 并使用共振线与非共振线来拓展元素含量的可测量范围。 该技术可以分为定标和定量两个分析过程, 其定标过程为： 计算待测元素的共振双线及非共振双线的理论强度比, 通过对比不同待测元素含量样品的共振双线及非共振双线在不同延时下的强度比和理论比, 确定等离子体的光学薄时刻； 使用一系列标准样品建立LIBS非共振线的单变量定标曲线； 利用准光学薄谱线建立共振线和非共振线的SAF-LIBS单变量分段定标曲线。 其定量分析过程为： 先用非共振线和LIBS定标曲线确定未知样品所属的含量分段, 再用准光学薄谱线以及与所属分段的共振或非共振SAF-LIBS定标曲线完成定量分析。 对Cu元素的单变量定标结果表明, 对于共振线, 最佳延时随着样品含Cu量的增加而增加, 且只有当含Cu量低于0.05%时, 才可能获得准光学薄的共振线, 而随着Cu含量的增加, 自吸收变得非常严重, 以至于无法获得光学薄的共振线； 对于非共振线, 当含Cu量在0.01%~30%范围内, 均可获得准光学薄的非共振谱线, 而当Cu含量大于50.7%时, 将无法在等离子体寿命期内捕获到光学薄谱线。 对Cu元素的定量分析结果表明, 基于共振双线与非共振双线的自吸收免疫LIBS技术可以有效地避免自吸收效应的影响, 各分段定标曲线的线性度均大于0.99, 对两个未知样品中Cu元素含量的绝对测量误差分别为0.01%和0.1%, 探测限达到了1.35×10-4%, 最大可测量范围拓展至50.7%。

针对稀疏分解(sparse decomposition)类算法在恢复矢量阵列信号时收敛速度慢的问题, 本文将稀疏分解理论推广到四元数空间,提出了一种声矢量阵列波达方向估计的四元数正交匹配追踪算法。首先, 建立声矢量阵列的四元数模型, 然后将方向矢量矩阵在四元数空间展开作为冗余字典, 最后利用正交匹配追踪算法恢复原始信号得到目标方位信息。实验结果表明：在四元数空间建立的冗余字典强化了声矢量传感器各输出分量间正交性, 与长矢量模型即在复数域的冗余字典相比恢复性能更好。具体表现为：冗余字典原子长度降为长矢量方法的1/3, 并有效去除长矢量方法在DOA估计角度真值附近1°范围内的偏差。仿真结果验证了算法的有效性。

燃煤工业指标的在线精确分析对于指导燃煤工业优化生产、 降低燃煤煤耗至关重要。 利用激光诱导击穿光谱(LIBS)分析燃煤煤质时, 因受我国复杂多样煤种所导致的“基体效应”, 测量精度有待提高。 实验中对激光诱导燃煤等离子体光谱至燃煤工业分析指标转化过程中的光谱预处理和定标建模方法进行了优化选择。 实验结果表明, 利用单/多峰Lorentzian光谱拟合计算谱线强度相比于传统计算方法, 谱线强度RSD均值可由12.1%降至9.7%; 对于核函数参数寻优, 相比于网格参数(Grid)和遗传算法(GA), 粒子群算法(PSO)的平均绝对误差(MAE)最小; 采用PSO参数寻优式支持向量机(SVM)回归建模的预测均方根误差(RMSEP)小于偏最小二乘回归分析法(PLS); 采用单/多峰Lorentzian光谱拟合方法和PSO参数寻优式SVM回归建模, 对燃煤工业分析指标预测的平均绝对误差(AAE)为: 灰分为16%～30%时AAE为1.37%, 灰分大于30%时AAE为1.77%, 发热量为9～24 MJ·kg-1时AAE为0.65 MJ·kg-1, 挥发分低于20%时AAE为1.09%, 挥发分大于20%时AAE为1.02%。