利用选择性激光烧结技术制备的3D石墨/陶瓷复合材料疏松多孔, 力学性能和导热系数均较不佳, 研究了不同的混合粉末组成和不同的后处理工艺方案对石墨/陶瓷复合材料导热性能和抗压强度的影响。研究结果表明, 通过添加高纯硅粉高温原位烧结反应生成碳化硅增强相使得复合材料抗压强度和导热性能有所增加；加入可膨胀石墨粉末因增加了闭气孔率, 导致其抗压强度和导热性能有所降低, 但后者下降幅度更为明显；通过真空压力浸渍酚醛树脂溶液和硅溶胶溶液, 3D石墨/陶瓷复合件的抗压强度和导热系数均有较大幅度的提升；最终制备了抗压强度为13.04 MPa, 导热系数为1.94 W/(m·K)的3D石墨/陶瓷复合铸型, 成功地用于铸钢件多次重复浇铸, 通过对铸件缺陷和使用成本进行分析, 所制备出的石墨/陶瓷复合件有望替代传统的水玻璃砂型。

利用选择性激光烧结成型技术所制备的石墨件内部疏松多孔、抗弯强度和导电性能不佳, 难以直接作为功能结构件使用。对比研究了两种后处理工艺对SLS石墨件的综合性能影响。研究表明, 采取真空压力浸渍酚醛树脂溶液对SLS石墨件的性能改善有限, 经三次真空压力浸渍、碳化和高温烧结后, 试样密度可达到1.24 g/cm3, 相应地抗弯强度和电导率为27.11 MPa和253.80 S/cm, 进一步提高难度较大; 而采取热压固化工艺比较容易增密, 在3.00 MPa压力作用下, 试样密度可以达到1.59 g/cm3, 经碳化、高温烧结后, 其抗弯强度和电导率分别达到33.88 MPa和380.98 S/cm。最后通过对多孔石墨骨架和石墨模具进行了后处理, 验证了上述工艺的可行性。

以Ta2O5为初始膜料, 采用电子束蒸发制备了Ta2O5薄膜, 以空气和氩气分别作退火保护气氛, 以X射线粉末衍射仪(XRD)为测试手段研究了退火后薄膜的结构, 用分光光度计测试了薄膜在可见光及近红外波段的透射率, 利用透射率极小值计算了几个典型波段的折射率。研究了保温时间、保温温度、保护气氛对Ta2O5薄膜透射率和折射率的影响。试验结果表明, 对Ta2O5薄膜进行300～600 ℃下保温2 h的退火处理, 对透射率影响不大; 500 ℃下保温4 h退火处理获得的薄膜折射率最大; 对Ta2O5薄膜进行氩气保护中400 ℃下保温2 h,4 h的退火处理, 近紫外波段内的透射率峰值降低, 可见光波段的透射率峰值升高, 折射率提高。与空气中处理的试样相比较, 氩气保护中试样的透射光谱发生红移, 折射率明显提高; Ta2O5薄膜在≤600 ℃下退火后仍为非晶态。

光学薄膜的缺陷是光学系统性能提高的瓶颈, 一直是实验和理论研究的重点。选取电子束蒸发工艺制备光学多层膜的典型缺陷, 用扫描电子显微镜(SEM)测试了表面缺陷的形貌、成分。膜料选取：TiO2,SiO2。结果表明, 结瘤缺陷在薄膜表面呈球冠状, 成分为Ti,Si的氧化物; 膜料喷溅颗粒未被完全包覆, 或者不稳定吸附物崩落后形成的缺陷为凹坑状, 成分为Ti, Si的氧化物, 但是存在明显的Ti偏析; 有一种表面粘附缺陷呈现不规则胶体状, 碳含量明显偏高, 为有机物; 另一种粘附缺陷为带棱角块状, 成分为Ti, Si的氧化物, 与由结瘤形成的球状缺陷成分一致, 是膜层崩落粘附形成。

Both the nature of avalanche ionization (AI) and the role of multi-photon ionization (MPI) in the studies of laser-induced damage have remained controversial up to now. According to the model proposed by Stuart et al., we study the role of MPI and AI in laser-induced damage in two dielectric films, fused silica (FS) and barium aluminum borosilicate (BBS), irradiated by 780-nm laser pulse with the pulse width range of 0.01-5 ps. The effects of MPI and initial electron density on seed electron generation are numerically analyzed. For FS, laser-induced damage is dominated by AI for the entire pulse width regime due to the wider band-gap. While for BBS, MPI becomes the leading power in damage for the pulse width \tau less than about 0.03 ps. MPI may result in a sharp rise of threshold fluence Fth on \tau, and AI may lead to a mild increase or even a constant value of Fth on \tau. MPI serves the production of seed electrons for AI when the electron density for AI is approached or exceeded before the end of MPI. This also means that the effect of initial electron can be neglected when MPI dominates the seed electron generation. The threshold fluence Fth decreases with the increasing initial electron density when the latter exceeds a certain critical value.

采用Nd∶YAG三倍频激光对光学薄膜进行了预处理。实验发现三倍频激光预处理对薄膜的抗激光损伤能力有明显的影响,影响规律比较复杂,归纳得出合适激光预处理能量密度与测试激光能量密度有关。理论上借助杂质诱导薄膜损伤的概率统计模型,从激光预处理引起的激光微区退火以及形成微尺寸损伤两个主要方面着手,很好地解释了复杂的实验现象。总体上看,预处理激光能量密度低于激光退火所需临界能量密度时,预处理效果以负作用为主;预处理激光能量密度高于激光退火所需临界能量密度,且低于激光诱导薄膜微损伤所需临界能量密度时,预处理效果以改善薄膜抗激光损伤能力为主,预处理激光能量密度要尽量选在这个范围内;预处理激光能量密度高于激光诱导薄膜微损伤所需临界能量密度时,预处理效果同样以负作用为主。