基于使用气体放电等离子体（DPP）极紫外（EUV）光源自研的小型反射率测试装置，分析了DPP光源参数及不同型号探测器对反射率测试的影响，提出了一种能量归一化的反射率测试方法，并测试了13.5 nm波长下Mo/Si多层膜反射镜的反射率特性。研究结果表明：在相同光源参数下，SXUV100型探测器的极紫外能量探测性能优于AXUV100G型；通过归一化使光能量波动对反射率测试光束的影响因子从6.2%降低到0.64%，多层膜反射镜的峰值反射率的测量重复性从4.34%提高到0.69%，与国外同等实验装置精度相当，实现了高精度反射率测试，可为极紫外光刻机的光学元件提供反射率测试。

极紫外光源在半导体制造中的掩模检测、显微成像以及光谱计量等环节中有着重要的应用。激光诱导放电等离子体是产生极紫外光源的重要技术手段之一，搭建了一套二氧化碳激光诱导放电产生锡等离子体的实验装置，对产生的极紫外光谱进行了收集探测，并结合辐射磁流体动力学模拟对极紫外的辐射特性进行了分析。实验对比了激光等离子体和放电等离子体的极紫外辐射特性的区别，发现放电电压对激光诱导放电等离子体极紫外光的带内辐射强度有着重要影响。模拟发现，当电压为15 kV时，极紫外辐射总能量达到65.0 mJ，转化效率达到0.23%，光谱纯度达到1.69%。

利用空间三轴激光陀螺三个谐振腔光路相互垂直和腔镜共用特性，设计了一种反射镜在腔内氦氖放电等离子体作用下的损耗变化实时测量方法，研究了反射镜的损耗变化过程。实验表明，放电时反射镜的损耗迅速增加并趋于稳定，断电后损耗迅速下降而后趋于平缓并在后续放置过程中缓慢下降至初始值。进一步地，对断电后的陀螺开展了低温和高温实验，研究了反射镜损耗的变化规律。为研究等离子体作用下损耗变化的机理，基于气体放电流体模型，对激光陀螺腔内氦氖等离子体的特性进行了仿真，得到了腔内反射镜表面电子和主要离子的能量及分布。仿真结果表明：等离子体中的电子具有较高的能量，将使反射镜产生更多缺陷，改变反射镜的光学特性。研究结果对于进一步研究反射镜在等离子体作用下的稳定性具有重要意义。

以TiO2为烧结助剂，采用反应烧结法在B4C陶瓷中原位生成TiB2，制备出致密的B4C陶瓷，并对其强化机制进行了分析。结果表明：随着TiO2添加量的增加，B4C陶瓷的致密度和抗弯强度先增大后减小，断裂韧性不断增大。当TiO2添加量为5% (质量分数)、烧结温度为1 700 ℃时，B4C陶瓷致密度达到99.6%；当TiO2加入量为15%时，B4C陶瓷的Vickers硬度为36.0 GPa，断裂韧性为4.38 MPa·m1/2，抗弯强度为405 MPa，综合性能最优。原位生成的TiB2抑制了B4C陶瓷晶粒长大，消除了裂纹尖端应力，使裂纹产生偏转和分叉，对B4C陶瓷起到细晶强化和增韧作用。

粉末冶金高温合金中元素偏析以及粉末原始颗粒边界是影响材料性能的重要因素, 由于其颗粒粒径通常为几十微米, 宏观的成分分布分析方法无法实现粉末原始颗粒边界处成分分布的精细表征。 微束X射线荧光光谱(μ-XRF)是近年来发展起来的无损微区成分分布分析技术, 可实现材料较大范围内元素快速、 高分辨分布分析, 目前在地质、 考古、 生物等领域有了较多的应用, 但在复杂块状金属成分定量分布表征方面还存在一定困难, 在粉末冶金工业领域还未见有应用报道。 该试验研究了高温合金中各元素的荧光光谱行为, 通过类型匹配的高温合金块状标准样品对元素定量模型进行了校正, 建立了基于μ-XRF的高温合金成分定量分布分析方法, 满足了粉末冶金工业对于较大范围内粉末边界成分分布精细定量表征的需求。 该实验以经高纯钴合金化处理的放电等离子体烧结(SPS)粉末高温合金样品为研究对象, 对经不同球磨时间混合处理后的粉末烧结样品中的Ni, Co, Cr, Mo, W, Ta, Ti和Al进行了定量统计分布分析, 探讨了不同球磨时间对烧结样品成分分布的影响规律; 发现样品中存在大量原始颗粒边界, 且成分分布较不均匀, 颗粒中心处仍然为原始高温合金颗粒成分, 经球磨混合加入的纯Co粉颗粒仅存在于高温合金颗粒的外层, 导致颗粒边缘Co含量明显高于颗粒中心。 当球磨时间较短时, 原始颗粒边界处存在很多Co富集区, 当球磨时间增加到24 h时, 由于在机械混粉过程中超细钴粉与高温合金的合金化, 使烧结样品成分分布均匀性有了较大改善, 原始颗粒边界处Co的含量显著下降, 而其他元素的含量有所增加, 说明球磨时间的延长, 样品中各元素发生了明显的扩散, 这将有助于元素偏析的改善, 据此, 该粉末冶金高温合金的制备工艺将得以改进。 该法亦可应用于其他各种粉末冶金工业产品的成分定量分布表征, 可为粉末冶金工艺优化、 产品质量的改进提供数据支撑。

放电等离子体光谱技术及激光诱导击穿光谱技术由于实验系统相对简单、 信号强, 很早就被应用于组分测量领域。 由于自由放电在时间和空间上都具有随机性, 这使得放电等离子体空间分辨光谱的精确测量变得十分困难; 而激光诱导击穿光谱技术又局限于点测量。 介绍了一种基于飞秒激光诱导的放电等离子体一维空间分辨光谱的高精度测量方法。 飞秒激光自聚焦可以形成一段丝状弱等离子体通道, 将该等离子体通道靠近高压直流脉冲电极时, 可作为高压电极放电的触发源。 这种触发方式可在规定的时刻触发高压电并诱导其沿着等离子体通道的路径击穿气体。 实验多次测量放电开始时刻与激光到达时刻的时间间隔的波动小于0.01 μs, 证实了使用本方法诱导高压放电具有很高的重复性。 由此可知, 利用飞秒激光自聚焦成丝产生的弱等离子体通道诱导高压放电, 可实现对高压放电的空间和时间的精确控制, 进而可以采集放电等离子体通道的一维空间分辨光谱。 实验结果表明, 在喷管结构主导的流场环境中, 由于喷管中纯N2与喷管外空气的组分不同, 在高空间分辨光谱中, 可以清晰地看到一维等离子体通道上不同位置的组分浓度变化情况。 在一维空间分辨光谱中将N+和O光谱信号强度与N2和O2的浓度进行关联, 可实现流场组分的一维在线诊断。 该方法不仅具有纳秒激光诱导击穿光谱技术的相同优点, 还具有一维空间分辨能力, 在组分一维精确测量方面极具优势。 同时, 该方法还有望实现高时间分辨测量, 对研究放电等离子体的时空演化过程具有重要的意义。

为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性，建立了一套基于脉冲CO2激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置，采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄，并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量，得到了不同条件下时间分辨的羽辉图像。结果表明，在激光能量140mJ、放电电压10kV的条件下，获得了稳定的放电等离子体；等离子体的羽辉形态与电流存在对应关系，经历了形成、膨胀、收缩、再次膨胀和消散的不同阶段，放电电压和诱导激光能量对羽辉大小、稳定性和形成时间有影响。此研究有助于提高激光诱导放电等离子体光源的稳定性以及极紫外光的输出功率。