针对表面微孔阵列的构筑方法与微孔阵列参数对绝缘子真空沿面闪络性能的影响, 设计了 2种阵列结构, 利用激光旋转微加工的方法在圆柱形有机玻璃绝缘子侧面进行了 2种阵列的构筑, 同时控制激光作用参数分别获得直径为 300 μm与 200 μm的 2种表面微孔, 最终得到 4种微孔阵列结构。扫描电镜 (SEM)与三维轮廓仪分析表明, 通过激光旋转微加工的方法, 实现了直径分别为 300 μm与 200 μm, 深度为 50 μm左右的微孔点阵构筑。沿面闪络测试表明, 表面微孔构筑能够有效地提升沿面闪络电压 (实验中闪络电压提升 50%以上), 微孔直径越小提升效果越好; 在同种微孔直径下, 点阵结构对闪络电压无明显影响。

对聚合物绝缘子表面微形貌的构筑方法及其对沿面闪络性能的影响进行了研究。首先以二氧化硅微球为模板，利用化学模板法在交联聚苯乙烯(CLPS)表面实现了μm级孔穴的构筑，研究了二氧化硅微球的颗粒直径及添加量对微孔参数的影响；其次，利用激光刻蚀的方法在有机玻璃(PMMA)绝缘子表面实现了百μm级三角形凹槽阵列的构筑，探索了激光工艺参数对微槽形貌和结构的影响。通过短脉冲高压测试平台对构筑了两种不同微形貌的绝缘子进行了真空沿面闪络性能测试。结果表明：沿面闪络电压均获得了显著提升，其中表面带有合适微槽的PMMA绝缘子的闪络电压相比于未处理的绝缘子提升了将近150%；与传统的表面机械加工处理方法相比，在聚合物表面实现了从μm到数百μm量级微结构的可控构筑，并使真空沿面闪络电压获得了稳定提升。

使用飞秒激光, 采用激光直写技术在有机玻璃(PMMA)内部写出折射率变化(Δn)的光学结构, 制备得到了体光栅, 将一组体光栅置于室温, 另一组进行退火处理。通过试验对比两组样品, 探索了退火处理对Δn的影响机理。试验结果表明：退火未对光学结构的物理尺寸造成明显影响, 但造成了拉曼光谱中1640 cm-1拉曼峰强度的增加, 对应于Δn的增大; 飞秒激光在PMMA内产生的折射率变化的光学结构不够稳定, Δn随时间的延长会缓慢增大, 退火处理会加快Δn的增大。

提出了一种侧入式无导光板自然光平板灯的设计方法.利用有机玻璃光纤将收集的自然光传导至平板灯里, 为达到均匀的自然光出光效果, 通过柱面透镜将光纤的输出光会聚并掠射在带有自由曲面的反光背板上.借助Tracepro软件设计不同投射角下的自由曲面反光背板并仿真, 结果表明: 设计的灯具照度均匀度达到94.1%.该灯具不仅可以解决LED的蓝光危害问题而且制作流程简单.该设计对太阳光转化为功能性照明和绿色照明具有借鉴意义.

为了揭示十二烷基苯中绝缘材料沿面闪络的发展过程，并研究有效提高脉冲功率装置绝缘爬电距离的方法，通过实验对不同脉冲前沿、不同电场形式下有机玻璃和尼龙6在负脉冲电压下的沿面闪络电压进行了测量。结果发现: 随着脉冲陡度的增加，沿面闪络电压增大; 随着沿面距离的增大，闪络电压升高，但闪络场强降低; 电场越不均匀，越容易发生闪络，并且在极不均匀场中，闪络距离较大时，闪络电压随沿面距离的增长趋势变缓，出现了明显的拐点。研究认为，液体介质中的沿面闪络与真空中的沿面闪络具有相似的闪络机制，沿面闪络是在气化的通道内完成的。

在低温条件下采用直流磁控溅射法在有机玻璃(PMMA)衬底上制备了ITO薄膜。分别采用分光光度计、四探针测试仪研究了底涂层、衬底温度、氧流量、溅射时间对PMMA上沉积的ITO薄膜性能的影响。研究结果表明: 涂覆底涂层有助于ITO成膜; 衬底温度影响薄膜的方块电阻值; 适当增大O2流量可以提高薄膜的透射率, 但过高的O2流量降低薄膜的导电性; 溅射时间延长, 方块电阻值减小。优化工艺后制备的ITO薄膜为非晶态膜, 可见光平均透过率达83.5%, 方块电阻为22Ω/□。

基于CKP1000脉冲源建立了实验平台，实验获得了单次脉冲、不同脉宽、均匀电场下有机玻璃的击穿场强和击穿时延，对有机玻璃的击穿过程进行了分析。实验脉冲的幅值约为230 kV，前沿760~960 ps，脉宽2.3~4.0 ns（FWHM），试样的平均厚度为1.1 mm。实验结果表明，随着脉冲宽度从2.3 ns增加至4.0 ns，有机玻璃的平均击穿场强从301 kV/mm降至276 kV/mm，平均击穿时延则基本保持不变，其中前沿760 ps，脉宽约2.3 ns时对应击穿时延的分散性增大。

为了研究准分子激光刻蚀聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的内在机理，将波长为248nm的KrF准分子激光垂直照射到PMMA材料表面，改变激光能量和脉冲数目，在大气背景下进行实验，照射后样品的表面形貌及化学结构用扫描电子显微镜(SEM)、3维形貌分析仪、X射线光电子能谱(XPS)等手段进行分析。 SEM测试表明,在刻蚀区域出现孔状结构，说明刻蚀过程中有气体成分产生。XPS测试表明,激光照射后C1s峰的强度减弱而O1s峰增强，据此推测PMMA侧链上的甲基被刻蚀掉且空气中的O2参与了反应。另外还研究了激光能量和脉冲数目对刻蚀率和表面粗糙度的影响。结果表明，随着激光能量和脉冲数目增加，刻蚀率和粗糙度并不是一直呈现递增的趋势。

介绍了重复频率快脉冲下固/液体介质交接面闪络初步的实验结果。脉冲功率源为基于半导体断路开关(SOS)的SPG200，固体介质为有机玻璃和尼龙，液体介质为变压器油。在相对低频阶段，闪络耐压时间与闪络场强随外加电压脉冲频率的增加非线性迅速减小，在约200 Hz以后，两者下降的趋势明显减缓。随着脉冲频率的增加，闪络耐压时间在统计上变小的同时，在一定区间内的分布也更均匀。分析表明，在不同实验条件下，重复频率显著低于单次下的沿面闪络和体击穿场强，两类场强都随脉冲频率增加非线性下降，在约200 Hz以后，下降的程度减弱。闪络场强随重复频率电压脉冲频率的变化表明，电压作用时间是绝缘介质击穿的根本要素，脉冲电压对绝缘介质的作用时间越长，沿面闪络越容易发生。