基于铌酸锂薄膜提出了一种新型的低损耗切趾光栅设计方案，在线性改变填充因子的同时根据布拉格条件对每个光栅周期进行调控。此方案不仅提高了向上衍射效率，还增加了向上衍射模斑和单模光纤模斑的重叠积分，极大地提高了耦合效率。1550 nm处对于TE模式耦合效率达到81.3%（0.90 dB），是目前已报道的基于无反射层铌酸锂薄膜的光栅耦合器设计方案中耦合效率最高的。考虑到实际工艺下波导存在刻蚀倾角，基于合理推广的布拉格条件同样对光栅周期进行调控，优化了带刻蚀倾角的切趾耦合光栅，耦合效率高达60.0%（2.22 dB）。

声表面波(SAW)延迟线作为传感器可对传感器进行编码，从而实现多点分布式测量，因而受到广泛研究。该文采用128°Y-X切向LiNbO3作为压电基底，制备了不同对数的叉指换能器(IDT) 的SAW延迟线，并研究了其应变特性。研究结果表明，IDT对数为10对、20对、30对时，SAW延迟线应变灵敏度分别为1, 727 5 ps/με、2, 046 7 ps/με、3, 256 6 ps/με。SAW延迟线的应变特性和应变方向与声波传播方向间的夹角有关，夹角为0°时，延迟时间随应变的增大而增大; 夹角为90°时，延迟时间随应变的增大而减小。利用夹角分别为0°和90°的SAW延迟线构成了差分结构的应变传感器。测试结果表明，该差分结构可抵消温度的影响，即温度变化时也可获得准确的应变。该文研究的差分结构延迟线有望在温度波动环境中测试应变时得到应用。

针对面阵凝视器件运用到红外搜索跟踪系统中出现的图像拖尾问题, 分析了造成像移的原因。利用齐次坐标变换关系, 推导出周视搜索过程中的像面位置方程和像移速度方程, 通过对周视搜索过程中扫描像移的建模分析, 指出了补偿后的剩余像移量范围。提出一种动态扫描凝视补偿方案, 确定了凝视补偿扫描器的频率、摆角和速度准确度等参数。并对信号进行傅里叶频谱分析, 确定了补偿扫描器的伺服控制系统带宽。

针对面阵凝视器件运用到红外搜索跟踪(IRST)系统中出现的图像拖尾问题, 为解决方位搜索转台变速运动下高质量的IRST系统像移补偿, 提出一种实时视轴跟踪的IRST系统像移补偿控制技术。基于方位搜索转台速率实时感知的振镜高速、高精度控制策略, 实现了对像移的准确补偿。采用高精度M/T测速算法实现了像移的准确计算, 通过对振镜电机建立控制系统模型, 开展了振镜补偿控制算法仿真研究。实验室成像测试结果表明, 在方位搜索转台任意变速运动下, 靶标成像清晰无拖尾, 成像效果与凝视型几无差别。

近红外偏振探测器是近年来一种新的探测器结构, 它将光栅附在了焦平面探测器的表面.为了解决光栅透射率和角度不均匀对线偏振度测量的影响, 采用了一种新的线偏振度求解方法.该方法对光栅透射率和光栅角度进行了校正, 消除了光栅透射率和光栅角度不均匀性对线偏振度测量的影响, 理论上表明了红外偏振成像质量与光栅透射率和光栅角度无关.实验结果显示, 在使用黑体作为标定光源和不考虑偏振像元之间串扰的情况下,采用原有的计算方法得到的结果是真实值的14%~24%, 透射率校正后的结果是真实值的80%~120%, 透射率和角度校正后的结果是真实值的96%~104%.

作为近年来偏振探测技术研究的新热点,焦平面分割型偏振探测器在增强目标与背景对比度和伪装目标识别方面具有明显效果。基于线列短波红外微偏振探测器,设计了一种以Jetson TX1 为处理核心的成像系统。该系统主要包括控制模块和处理模块。其中,控制模块由探测器驱动板和FPGA控制板构成,用于实现探测器信号AD转换和图像信号usb传输等;处理模块采用Jetson TX1平台,用于实现图像信号usb接收、积分时间调节、非均匀性校正、偏振度计算以及GPU并行算法。开展了目标场景红外与偏振成像实验,获得了分辨率为500×268的红外图像和红外偏振图像。

阳离子聚丙烯酰胺是污水和污泥处理中常用的一种絮凝剂, 传统方法制备的阳离子聚丙烯酰胺因阳离子单体随机分布, 电荷过于分散, 导致其在絮凝时不能充分发挥阳离子单体的电中和作用, 为此本研究尝试使用一种新型方法制备阳离子聚丙烯酰胺, 即以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为单体, 分别以两种不同分子量的聚丙烯酸钠(PAAS)为模板, 使用紫外光引发模板聚合法制得模板聚合物TPDA1和TPDA2, 同时使用紫外光引发聚合法制得非模板聚合物(NTPDA)作为对比。 使用红外光谱(FTIR)、 氢核磁共振图谱(1H NMR)、 扫描电镜(SEM)等方法对制得的聚合物进行表征, 并通过污泥脱水试验研究其污泥脱水效率。 波谱分析结果表明, 添加模板提高了DMDAAC单体的活性, 促使聚合物分子中形成DMDAAC连续分布的阳离子单体嵌段结构, 从而提高了聚合物的絮凝性能, 尤其是电中和作用； SEM扫描显示模板聚合物的具有较大的比表面积和分形维数； 污泥脱水试验表明, 模板聚合物具有较好的污泥脱水性能和较宽pH应用条件, 当模板聚合物TPDA1投加量为50 mg·L-1, 污泥pH为8时, 其具有最佳污泥脱水效率, 污泥含水率降至最低值72.5%。 模板分子量对聚合物属性也存在影响, 分子量较低的模板制得的聚合物具有相对较好的污泥脱水效率。

针对具有背景干扰、信噪比低的红外图像, 提出了一种基于帧差法和自适应区域生长的红外运动目标检测方法。首先对红外图像进行了高帽变换, 以抑制大面积背景的干扰, 相邻帧图像间做帧差, 初步提取目标区域; 其次分析了红外目标的特性, 针对其特性提出了一种基于灰度等级的自适应阈值分割方法; 最后以帧差法检测的目标质心为种子点, 以自适应阈值为分割准则, 在预处理后的图像中进行区域生长, 最终实现了红外运动目标的检测。结果表明, 所提算法可抑制大面积背景的干扰, 实现单个和多个红外运动目标的完整提取和检测。

为改善TC4钛合金激光焊接质量，引进超声振动场辅助激光焊接工艺，即超声跨态处理(UPPLW)，通过改变超声场强度，采用三圆截点法研究超声功率对激光焊接接头微观组织的影响，利用可靠性理论对数据进行分析。结果表明，在外加辅助超声场作用下，随着超声功率的增加，焊缝组织晶粒有逐渐细化的趋势，当超声功率为1600 W时，试样焊缝组织的晶粒度较常规方法获得的细化了15.8%。最后分析了超声跨态处理工艺细化组织晶粒的机理。

为实现航空钛合金关键结构的改性去应力修复，在钛合金表面Nd:YAG激光制备了梯度改性修复层，扫描电镜(SEM)观察了微观组织，用能谱分析仪（EDAX）分析了元素成分和含量，测量了抗热震和热疲劳性能。结果表明，修复层微观组织主要为粗大和不完整的树枝晶、相对较细小的等轴和近等轴晶及细小短纤维状形态；随Cr3C2含量增加，树枝晶的数量、大小均呈上升趋势。梯度修复层比传统复合涂层具有更优异的抗热疲劳和热震性能。修复层表面氧化膜均匀致密，主要为连续的短纤维状组织，Ti600基体的氧化膜主要为疏松的金红石结构的颗粒状TiO2晶粒，以多面体规则形状堆垛，且晶粒粗大。