为了提高隧道掘进爆破中炮孔的堵塞效果, 利用铝管在爆炸作用下膨胀的特性设计了一种堵孔装置, 然后通过动态应变仪测量堵孔装置膨胀撞击钢管的环向应变, 通过万能试验机对模拟炮孔中的爆炸堵孔装置进行单轴压缩脱模, 通过高速摄影记录水泥墩的爆破过程, 从而评估爆炸堵孔装置的堵塞效果。结果表明：钢管在爆炸堵孔装置膨胀撞击下产生的环向应变峰值达到0.02, 说明爆炸堵孔装置膨胀冲击孔壁的作用力较大, 有利于堵孔装置与孔壁贴合; 爆炸堵孔装置与孔壁贴合后的抗压强度为4.1~5.5 MPa, 抗剪强度为0.49~0.66 MPa, 远大于常规炮泥的抗剪强度(0.09 MPa), 其在实际使用中与炮泥配合使用, 能有效抑制炮泥运动。采用传统炮泥进行堵塞的水泥墩出现冲孔, 爆破后的水泥墩未出现破坏; 采用爆炸堵孔装置进行堵塞的水泥墩未出现冲孔, 堵孔装置在孔口产生裂纹后才被冲出, 爆破后的水泥墩最终裂成三部分。因此, 爆炸堵孔装置可大幅改善堵孔效果, 从而发挥爆生气体的破岩作用, 并有效增强了抛掷作用, 对改善隧道掏槽眼的爆破效果具有重要意义。

为了评估爆炸堵孔装置的堵塞效果, 将装有导爆索的爆炸堵孔装置放入模拟炮孔中进行爆炸实验, 然后通过万能试验机对其进行单轴压缩脱模实验。结果表明: 爆炸堵孔装置与孔壁贴合后的抗压强度为26.5~35 MPa, 抗剪强度为3.07~3.4 MPa, 远大于常规炮泥的抗剪强度(0.09 MPa)。将爆炸堵孔装置用于隧道爆破直眼掏槽眼中, 并对原有的孔网参数进行优化, 结果显示: 在保证掏槽进尺的情况下, 掏槽眼孔数相对于优化前减少了35%, 而且炮孔的间距也相应增大, 有利于降低相邻掏槽孔贯穿的风险, 从而有效提高施工效率。因此, 将爆炸堵孔装置与炮泥联合使用, 可大幅增强炮孔堵塞效果, 从而防止爆生气体过早逸出, 延长爆生气体在炮孔内的作用时间, 进而充分发挥爆生气体的气楔破岩作用, 并有效增强爆生气体的抛掷作用, 对保证隧道直眼掏槽爆破效果具有重要意义。

为了提高粉状乳化炸药耐高温能力, 将吸水后的吸水树脂添加到粉状乳化炸药中, 然后通过热电偶测得上述混合炸药在高温炮孔中的温升曲线, 通过爆速仪与网线测得上述混合炸药在炮孔中的爆速。结果表明：由于水具有较大的比热容, 吸水后的树脂在高温炮孔中可吸收热量与释放水蒸气, 从而使混合炸药温升速度大幅降低; 另外, 由于吸水后的树脂与粉状乳化炸药混合后会泌水, 使混合炸药内部受热比较均匀且能维持在100℃以下; 随着吸水树脂含量逐渐增加, 混合炸药耐热性能显著提高。由于混合炸药的密度高于粉状乳化炸药, 即使吸水树脂在爆轰反应过程中会吸收热量以及阻碍爆轰波传播, 但含10%吸水树脂的混合炸药的爆速与湿的粉状乳化炸药(3980 m·s-1)相当, 并相对于粉状乳化炸药(3733 m·s-1)提高了6%~11%。随着吸水树脂含量逐渐增加, 混合炸药的爆速大幅下降甚至出现拒爆, 而且吸水树脂粒径对爆速影响也较为显著。综合考虑, 在粉状乳化炸药中加入粒径为10 mm且含量为10%的吸水树脂为较优方案, 其既能提高混合炸药在高温炮孔中的安全性, 又不影响混合炸药的爆炸威力, 对露天自燃煤矿高温爆破具有重要意义。

为研究单基发射药爆破振动特性，开展了单基发射药与乳化炸药爆破振动实验研究，并对比分析了两种爆破器材的爆破地震波在传播过程的衰减规律和能谱分布规律。利用萨道夫斯基公式和HHT方法对实验测得的爆破振动信号进行分析，得到单基发射药与乳化炸药的爆破振动衰减公式、单基发射药振动的乳化炸药等效系数和边际能量谱等。研究结果表明：单基发射药与乳化炸药的爆破振动质点峰值速度随比例距离衰减的趋势相当，但单基发射药的爆破振动速度及合速度均小于乳化炸药。且本次实验中单基发射药爆破振动的乳化炸药等效系数平均值仅为0.43，说明单位质量单基发射药的爆破振动效应要远小于乳化炸药。此外，单基发射药和乳化炸药爆破振动信号的能量均主要集中于0~50 Hz，随着药量增加乳化炸药的能量分布没有明显变化，而单基发射药振动信号的主频向15~25 Hz移动。虽然单基发射药振动信号能量要低于乳化炸药，但随着实验药量的增加，单基发射药爆破振动总能量与乳化炸药的差距在减小，且单基发射药振动信号在0~10 Hz频段的能量占比随药量和爆心距变化而波动。

为研究单基发射药孤石爆破特性，利用直径和高度均为50 cm的水泥砂浆试块模拟孤石，开展了0.05~0.25 kg/m3单耗的单基发射药和乳化炸药孤石爆破实验，统计并分析了单基发射药和乳化炸药爆破试块的块度分布、破碎能及能量利用率随单耗的变化规律。结果表明:乳化炸药爆破孤石的最大块度随单耗的增加，但能量利用率变化不大。结合高速摄影观察对比单基发射药和乳化炸药爆破孤石的表面裂纹分布与扩展结果，发现单基发射药破岩模式与乳化炸药存在显著差异，其破岩模式是通过在炮孔内快速燃烧产生的高压气体使试块发生轴向和环向的拉伸破坏，而当试块完全开裂后剩余的发射药不再提供破岩能量。

Since the first isolated attosecond pulse was demonstrated through high-order harmonics generation (HHG) in 2001, researchers’ interest in the ultrashort time region has expanded. However, one realizes a limitation for related research such as attosecond spectroscopy. The bottleneck is concluded to be the lack of a high-peak-power isolated attosecond pulse source. Therefore, currently, generating an intense attosecond pulse would be one of the highest priority goals. In this paper, we review our recent work of a TW-class parallel three-channel waveform synthesizer for generating a gigawatt-scale soft-X-ray isolated attosecond pulse (IAP) using HHG. By employing several stabilization methods, we have achieved a stable 50 mJ three-channel optical-waveform synthesizer with a peak power at the multi-TW level. This optical-waveform synthesizer is capable of creating a stable intense optical field for generating an intense continuum harmonic beam thanks to the successful stabilization of all the parameters. Furthermore, the precision control of shot-to-shot reproducible synthesized waveforms is achieved. Through the HHG process employing a loose-focusing geometry, an intense shot-to-shot stable supercontinuum (50–70 eV) is generated in an argon gas cell. This continuum spectrum supports an IAP with a transform-limited duration of 170 as and a submicrojoule pulse energy, which allows the generation of a GW-scale IAP. Another supercontinuum in the soft-X-ray region with higher photon energy of approximately 100–130 eV is also generated in neon gas from the synthesizer. The transform-limited pulse duration is 106 as. Thus, the enhancement of HHG output through optimized waveform synthesis is experimentally proved.

针对QT700球墨铸铁齿轮激光再制造表面硬度下降、界面白口组织聚集、熔覆层易开裂和易出现气孔缺陷等再制造难点，本文提出了激光熔覆制备与激光淬火相结合的复合新工艺。通过优选材料成分接近、硬度等力学性能优良的FeCrNiCu合金，实现了QT700球墨铸铁齿轮表面熔覆层的制备。通过熔覆层组织演化分析、表面硬度对比、摩擦磨损性能评价等试验，验证了再制造熔覆层良好的力学性能。试验结果表明：熔覆层熔合良好，无气孔裂纹等成形缺陷，呈较为显著的激光熔覆快速冷凝组织特征；熔覆层顶部经淬火后，等轴晶更加细小，晶粒粒度减小；熔覆层中部的树枝晶枝干有所细化，部分枝晶分离；熔覆层底部的胞状晶尺度基本保持熔覆后的形态，但界面白口组织向部分熔解、断续分离态转变；淬火前熔覆层的显微硬度为473~589 HV，淬火后提升至666~735 HV；熔覆层淬火前的摩擦因数为0.15~0.25，淬火后降为0.05~0.15。本研究为球墨铸铁的激光再制造提供了工艺借鉴和方法参考。

由于多环谐振式微机械陀螺的谐振频率较高, 传统的数字控制电路对陀螺幅点信号的频率跟踪难以同时兼顾精度和速度的要求。在传统半球陀螺数字控制电路的基础上, 提出了一种适用于多环谐振式微机械陀螺仪的频率跟踪电路, 并首次运用于多环谐振式微机械陀螺。该电路以高速A/D转换电路为基础, 通过对幅点信号高速采样计算频率和相位信息, 并通过CORDIC算法产生输出信号。测试结果显示, 该电路使多环谐振式微机械陀螺幅点信号的频率跟踪精度达到了0.78Hz, 频率跟踪时间小于40μs, 使控制电路的性能得到了极大提升。

由SOI片制备的微多环谐振陀螺仪在测试过程中, 不可避免地会引入馈通信号, 而目前常用的差分检测馈通取消方式高度依赖微陀螺仪和检测电路的对称性, 不能有效地消除馈通信号。针对此问题, 提出了一种基于反相信号的馈通取消方案, 通过在驱动和检测电极之间施加与馈通信号反相的信号, 从而抵消馈通效应带来的干扰, 该方法理论上可以在不降低驱动力的情况下将馈通信号完全取消。实验结果表明, 该方法能有效消除馈通信号对电容检测的影响, 谐振峰高度可提高约25倍。

捕捉细胞内分子活动发生的动态过程, 从细胞分裂到囊泡运输再到胞内钙离子浓度变化等大量快速发生和发展的生理过程是很多科研工作者的需要。这个过程不仅要求较高的时间分辨率, 还要求较低的激发光强度以使样品的淬灭和光损伤达到最小。因此, 相机的高灵敏度图像传感器起到了决定作用。鉴于近几年图像传感器发展迅速, 本文对其进行了系统的阐述, 综述了相机的图像传感器技术上的最新突破和改进。进而, 总结了其在活细胞成像中的应用, 对比了两种主流传感器并展望了未来发展趋势。