提出一种基于两相交开口谐振环（TI-SRR）的超材料太赫兹带阻滤波器，通过改变TI-SRR线宽、环间间隔和半径大小，探究各参数对滤波器透射系数的影响。研究了超材料太赫兹带阻滤波器三个谐振点处的电场和表面电流分布，进而分析了滤波器的工作机理。为了验证理论模型的计算结果，采用微纳光刻技术制备滤波器的实物样品，使用太赫兹时域光谱系统进行测试。结果表明，该滤波器有3个谐振点，谐振频率分别为0.431、0.476、0.934 THz，对应的透射系数（S₂₁）分别为-42.518、-40.331、-14.132 dB，-10 dB阻带带宽分别为0.220 THz和0.026 THz。实测曲线整体趋势与仿真曲线保持一致，阻带特性相较良好，测试结果与仿真结果较为符合。该滤波器在新型通信设备和精密仪器领域有较高的应用价值。

工程陶瓷已广泛应用于工业领域，而其较高的脆性一直是推广受限的主要因素之一。基于此，本研究旨在协同提高工程结构陶瓷的强度和韧性。以微米级Si3N4粉体和高纯度镍丝为原料，借鉴仿生制备思路，利用热压烧结的方式制备仿木质年轮状Si3N4/Ni复合材料，研究了Si3N4/Ni复合材料中Si3N4与Ni丝的界面结合状态，测试了复合材料的物理力学性能。结果表明，复合材料中Si3N4基体与Ni之间界面结合良好，仿木质年轮的材料结构有助于陶瓷材料的强韧化，复合材料的弯曲强度达(989±87) MPa，断裂韧性达(8.12±0.8) MPa·m1/2，较单相Si3N4陶瓷的物理力学性能有较好的提升。

将热氧化与MOCVD工艺相结合，总结了一种在本征GaAs衬底上进行βGa2O3纳米点阵薄膜制备的工艺，该工艺不涉及金属催化剂与复杂刻蚀，工艺更为简单。使用扫描电子显微镜对所制备薄膜的形貌特征进行了表征与分析，发现所制备的纳米点阵薄膜呈现五方的柱状结构。对所制备样品进行了X射线衍射、拉曼振动、光致发光谱的测试，结果表明薄膜的晶体质量随着MOCVD生长温度与Ⅵ/Ⅲ比的提高而得到优化。使用有限元法(FEM)仿真验证了βGa2O3纳米点阵薄膜制备的高陷光特点。

高厚度的Ga2O3薄膜能够提高器件的击穿电压, 这种高厚度Ga2O3薄膜往往是通过HVPE法制备的。然而HVPE法存在着成本高、设备少等缺点。本文通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺, 以SiH4为n型掺杂源, 在Ga2O3衬底上生长了高厚度的n型β-Ga2O3薄膜, 并且研究了SiH4流量对β-Ga2O3性质的影响。实验中制备的β-Ga2O3薄膜厚度达到4.15 μm。薄膜的晶体质量高, 表面致密光滑且呈现台阶流生长模式。随着SiH4流量增加, 晶体质量逐渐降低, 电子浓度显著增加, 电子迁移率降低。目前, 高厚度β-Ga2O3薄膜的电子浓度可以在3.6×1016 ~ 5.3×1018 cm-3范围内调控; 当薄膜电子浓度为3.6×1016 cm-3时, 其电子迁移率可达137 cm2·V-1·s-1。本文论证了MOCVD工艺进行高厚度n型β-Ga2O3薄膜生长的可行性, 这也为β-Ga2O3基垂直结构功率器件的制备提供了一种新途径。

针对紫外光净化系统应用提出了一种紫外发光二极管(LED)阵列模组的均匀照度优化设计方法。该方法首先基于单颗LED的光强度分布采用几何光学理论计算净化层接收面上的照度;再结合阵列模组与净化层的间距、净化层最小照度与最大照度之比、单颗LED发光角度等要求,采用二分法和TracePro仿真分别得到最佳LED阵列间距和照度分布模拟结果;最后,还进行了阵列模组均匀照度测量实验,用于验证仿真模拟结果的准确性。研究结果表明:提出的设计方法能够实现不同照度均匀性、结构、光源要求下的LED阵列排布优化设计,对紫外光净化系统设计和开发有重要指导意义。

为满足高速复杂流场中投放物位姿高精度测量的要求,分析了图像噪声对位姿估计误差的影响。在传统非线性优化位姿算法的基础上,提出了自适应重投影误差的单目位姿估计优化方法。该方法以位姿估计初值为中心设置了约束区间,建立新的罚函数将约束非线性优化转化为无约束非线性优化,分析像平面重投影误差与约束区间的关系并建立相应的数学模型,根据模型自动调节约束区间,基于自适应重投影误差对位姿估计参数进行约束非线性优化。仿真结果表明,该方法在不同大小图像噪声下的重投影误差和位姿估计参数都有最优解,且优于传统非线性优化算法,具有较高的位姿估计精度。

作为一种新兴的纳米材料，CdSe/CdS 量子棒的偏振发光特性使其在应用于新型液晶显示中极具潜力，而如何将量子棒材料在宏观尺度上大面积的定向排列是实现该技术的关键性问题。在本文中，我们报道了一种大面积、含定向排列量子棒、基于PMMA纳米纤维制成的偏振增亮膜。首先，采用一种新的TBP辅助合成方法，合成出具有核壳结构的CdSe/CdS量子棒。该材料的绝对量子产率达到了60%，发光波长的半峰宽为25 nm，具有182 nm的大Stokes位移。随后将这些量子棒溶于氯仿、DMF和PMMA混合溶液中制备用于静电纺丝的纺丝液。通过静电纺丝技术，将含有量子棒的聚合物纳米纤维通过滚筒收集处理，得到了一张透明、大面积、偏振增强的增亮膜， 5 cm2 增亮膜的偏振度为0.45。最后将制备的增亮膜嵌入一个液晶显示模组中测试，结果显示该模组的亮度提高了18.4%。这一结果表明我们制备的量子棒增亮膜在新型宽色域高光效显示领域具有非常广阔的应用前景。

为了提高新型航天运载火箭中电容式液位传感器系统的电容检测性能, 设计了一款适用于航天运载火箭中电容式液位传感器的接口专用集成电路(Application Specitic Integrated Circuit,ASIC)芯片。首先, 完成了整体电路的系统级设计, 实现了对电容式液位传感器输出电容的线性检测, 将传感器输出电容量转化为与之呈线性关系的电压量输出。然后, 对接口ASIC芯片的线性度、噪声特性和温度环境适应性进行了理论分析与研究。最后, 采用0.5 μm CMOS工艺完成接口ASIC的流片, 并进行了芯片的性能测试。实际测试结果显示, 芯片电容检测非线性为0.005%, 输出噪声密度3.7 aF/Hz(待测电容40 pF), 电容测量稳定性7.4×10-5 pF(参考电容40 pF, 待测电容40 pF, 1 σ, 1 h), 输出零位温度系数4.5 μV/℃。测试结果证明, 该接口ASIC的电容检测性能已经达到国外最高性能的电容式液位传感器液位测量芯片的水准, 可以广泛应用到多种电容式检测传感器中。

依据标量衍射理论,在分析消除轴向及倍率色差条件的基础上, 利用纯相位液晶空间光调制器的可编程控制特性, 将红、绿、蓝三种色光调制的菲涅耳透镜与闪耀光栅镶嵌在一起, 通过随机等概率的复用方法, 在液晶空间光调制器上编程, 实现了具有共同焦距的三色光复用透镜, 消除了轴向色差.同时, 通过对红、绿、蓝三色光调制的菲涅耳透镜孔径的约束, 实现了三色光在焦平面处相同的聚焦光斑半径大小和强度, 消除了倍率色差.实验结果表明, 通过该方法, 复用透镜的轴向色差以及倍率色差都得到了有效矫正,在三色光入射下其艾里斑半径为67 pixel, 与具有相同焦距和分辨率的单色透镜产生的艾里斑半径65 pixel接近.