设计了一种基于金属基片结构的随钻四极子复合发射换能器。采用有限元法数值模拟了换能器的频域及时域声学响应, 考察了钻铤结构及声源激励脉冲宽度对其声学特性的影响, 实际封装制作了发射换能器并进行了消声水池实验测试。测试结果表明, 该发射换能器的谐振频率、发射电压级及水平指向性与数值模拟结果吻合较好。该换能器在频率4.7 kHz附近存在一阶弯曲振动模态, 其发射电压级可达126.2 dB, 具备低频、大功率的辐射特点, 可满足随钻四极子声波测井需求。

氯苯类化合物及其高温热解产物是大气中重要的一类污染物, 对氯苯热解路径的研究可为防止或减少相关污染物的排放提供基础理论指导。利用原位同步辐射光电离质谱技术 (SR-PIMS) 在 4 kPa 和 873～1373 K 条件下开展了氯苯流动管反应器低压热解研究, 实时鉴定了包括烯烃、芳烃和氯化芳烃等 16 种热解产物, 获得了这些产物的摩尔分数随热解温度的变化规律。研究表明: 苯炔 (o-C6H4) 是氯苯热解形成小分子路径的关键中间体。对比本组之前氯苯常压流动管热解的实验结果, 发现低压减弱了氯化芳烃等含氯有机物的形成途径, 表明压力条件会影响氯苯重要次级热解产物氯化芳烃的形成。

由于水下振动特征极其微弱, 利用激光相干探测水表面信息, 采用传统频谱分析的方法从水面信息反演出水下振动的特征是一项艰苦的工作。故在传统频谱分析的基础上, 采用短时傅里叶变换和小波多尺度变换联合, 可有效地增强从水表面信息中获取水下振源振动特征。通过对1 000 Hz振源放置水下80 cm处振动实验的分析。结果表明, 水下振源的振动特征得到增强, 有利于目标特征的提取。

在光学测量领域中, 干涉法具有极其重要的意义。针对干涉条纹图相位的提取, 提出了一种基于二维连续小波变换的干涉条纹图相位提取的新方法。在文中提出的算法中, 为了降低计算时间, 在计算过程中引入快速傅里叶变换, 并提出将传统二维连续小波变换中的连续的尺度因子和旋转角用离散的尺度因子和旋转角代替, 这样就解决了二维连续小波变换算法计算耗时的问题。通过仿真和实验发现, 该方法可以快速准确的提取出干涉条纹图的相位, 对于有缺陷的干涉条纹图, 可以实现缺陷的修复并获得其相位图, 并收到了比较不错的效果。

针对传统微透镜阵列制作工艺复杂、成本高、周期长等缺点，研究了一种低成本、高效率制作微透镜阵列的技术方法。以SU-8负性光刻胶为主模结构材料，采用2次紫外斜曝光工艺，加工出主光轴平行于硅基的微透镜阵列作为主模结构。依次采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)软光刻技术和NOA73紫外曝光技术对主模结构进行复制得到PDMS 和NOA73 2种材料的微透镜阵列，用共聚焦显微镜观察微透镜阵列的表面形貌并搭建光学检测平台，测试微透镜阵列的成像效果。结果显示，NOA73材料的微透镜阵列具有更好的光学性能。通过上述工艺加工的微透镜阵列具有较好的成像效果和表面形貌，重复性好且加工周期短，可集成在微流式细胞仪中用于样本流的荧光检测，提高了检测精度。

激光相干探测法从水表面获取水下声场的信息, 通过水表面反射光与参考光的干涉, 从干涉信号中提取水下振动的频率。采用频谱分析与傅里叶滤波变换的特征提取方法, 可有效地增强信号里水下声场的振动特征。振源在水下35 cm处, 分别以1 000 Hz、2 000 Hz和3 200 Hz振动, 激光相干探测从水面实时获取信息。通过对实验数据的分析表明, 激光相干探测可以有效地获取水下声场振动的信息, 傅里叶变换滤波方法能有效地增强目标的特征。

由中北大学研制的微机电系统(MEMS)矢量水听器具有小型化、低频性能好、灵敏度高、指向性好、价格低等特点, 但目前该水听器对该低频水声信号的低频探测能力不够, 所以进一步提高其灵敏度对水听器的未来的发展至关重要。在声学研究的基础上, 提出了中性浮力微结构并确定其参数, 该结构加大了外力的有效作用面积, 从而提高水听器的灵敏度, 采用ANSYS有限元对水听器性能进行仿真, 为了验证其可靠性, 在驻波场测试水听器的性能。结果表明, 该水听器的灵敏度-175 dB, 频响范围为20~500 Hz, 满足对远距离船舶辐射噪声的探测要求, 灵敏度响应曲线的起伏在±1.5 dB以内, 具有良好的“8”字型指向性, 凹点深度为48.8 dB。

近似生理条件下, 采用共振光散射法研究了CdSe/ZnS量子点/TiO2纳米复合物同人血清白蛋白的相互作用, 通过分析影响二者相互作用的纳米复合物浓度、 pH、 NaCl浓度、 反应温度、 检测时间、 共存离子、 表面活性剂、 加样顺序等外源刺激因素, 结果表明: 新形成的复合体系可能加强蛋白质的疏水腔, 使在水溶液中形成的疏水界面趋于集中, 从而导致其共振光散射强度增强; 体系受pH的影响变化非常灵敏; 适当的NaCl浓度可以提高体系的IRLS值灵敏度; 共存离子改变了体系的离子强度, 从而导致体系的ΔIRLS值的改变; 反应时间为5 min时, 体系IRLS值基本稳定; 同一种表面活性剂对于不同的体系的IRLS值的作用不完全一致, 带相反电荷的表面活性剂与纳米复合物有很强的静电作用; 对于与HSA相互作用的多元复合体系, 加样顺序的不同对体系的IRLS值的影响很明显; 体系的IRLS值随温度的改变呈不完全单调增加的趋势。 这些信息为纳米材料与生物大分子的相互作用机制提供理论支撑, 有助于深入了解纳米材料的生物相容性和安全性。

集成化、高精度和低成本代表了光学陀螺未来的发展方向，快光增强型谐振式光学陀螺反映了该领域的技术发展趋势。从快光效应的实现方式展开，结合介质色散和结构色散的相关报道，综述了快光增强型谐振式光学陀螺的研究进展情况。通过对比快光效应实现方式差异下陀螺系统的性能特点，指出结构色散方式更利于快光陀螺系统的集成化发展。提出了一种新型快光增强型谐振式陀螺结构，预期在民用领域有很大的应用潜力。最后展望了快光增强型谐振式光学陀螺在未来惯性导航系统上应用的发展前景。

瞄准未来高技术战争,选择地面战车为研究对象,系统地研究了红外图像自动目标识别的若干关键技术。首先比较了三种建立红外图像数据集方法的性能。接着分析了传统红外图像分割技术的缺陷,提出了一种针对地面背景中战车红外图像的分割技术,该方法有效地克服了过分割和欠分割的问题。然后讨论了红外目标的七大类特征,提出了一种确定最优特征向量的方法。最后以支持向量机作为分类器,讨论了核函数、核参数以及惩罚因子对识别率的影响,并运用网格搜索法确定最优的参数组合。