为抑制光学系统内部的杂散光反射，设计了一种具有非对称特征的新型微结构。该微结构通过减少镜面反射的方式，防止外部杂散光到达光学系统像面位置。为实现对非对称微结构的激光高速加工制备，提出了激光振镜加工系统进行倾斜加工的新方式。设计了新型的高速激光加工平台，制备了非对称的铝基微结构，并搭建了镜面反射测试实验和仿真综合实验对样品进行对比测试。结果表明，加工样品对杂散光具有良好的抑制效果。当设定入射角度为15°、照明光束为650 nm激光时，该微结构与常规的阳极氧化表面相比，抑制杂散光的性能提高了10倍，相对反射率仅为0.008%。

利用溶剂热法可控制备了具有不同质量比的还原氧化石墨烯/CuInS2 量子点 (rGO/CuInS2-QDs) 杂化材料。将 rGO/CuInS2-QDs 杂化材料与聚 (2-甲氧基-5-(2- 乙基己氧基)-1, 4-苯撑乙烯基) (MEH-PPV) 共混作为光活性层, 制备了石墨烯基杂化聚合物太阳能电池, 研 究了 rGO/CuInS2-QDs 杂化受体材料中 rGO 与 CuInS2-QDs 的质量比 (x) 以及聚合物给体材料 MEH-PPV 与 rGO/CuInS2-QDs 杂化受体材料的质量比 (w) 对器件性能的影响。结果表明, 光活性层复合膜中 rGO/CuInS2?(x=0.25) 杂化受体材料含量由 10% (w=9) 增加 到 17% (w=5) 时, 器件的电子收集效率 (ηc) 由 0.61 提高到 0.78, 使得器件的光电转换效率得到提高。

采用射频磁控溅射的方法, 用96at% SnO2/4at% Sb2O3陶瓷靶在玻璃表面制备了锑掺杂氧化锡(ATO)薄膜。研究了溅射功率、压强和后退火对薄膜近红外阻隔性能的影响, 并采用Uv-Vis-NIR透射光谱、霍尔效应测试仪、XRD和SEM等设备对薄膜的性能和结构进行了测试和分析。结果表明, 室温沉积的ATO薄膜近红外透光率较高, 但在氮气中退火后, 不同溅射压强和溅射功率下沉积的ATO薄膜的近红外透光率均显著降低。在氧含量为10%、压强为1.4Pa、溅射功率为200W时, 室温下沉积的ATO薄膜在氮气中500℃下退火1h后, 550nm处透光率由80.9%升高至85.8%, 2000nm处透光率由84.6%下降至23.0%。

随着透明海洋战略的提出, 低成本的凝视成像装备在水下光学成像中独具优势。然而, 后向散射和成像目标难以分离, 远距离凝视成像极为困难。更为严重的是, 在采集到有效目标图像之前, 过强的后向散射噪声已经使图像提前饱和, 无法进行后续处理。本文提出了短相干照明与偏振成像相结合的水下远距离成像方法, 利用短相干光源照明简化后向散射与成像目标的分离过程, 同时, 采用偏振技术有效抑制后向散射, 防止图像提前饱和, 保障目标图像的有效采集。为此, 搭建了大型水下光学成像实验平台, 并对22 m的远距离水下目标进行了成像试验研究。试验结果表明, 该复合成像方法获得的图像信噪比由0.50 dB提高到13.57 dB, 设备的抗提前饱和能力提高了1.42倍, 优于传统的偏振成像, 可以为大范围水下光学监控提供技术支撑。

通过选择绿色磷光材料(2’,6’-双(三氟甲基)-2,3’-联吡啶)四苯基亚氨基二次膦酸酯作为发光材料制备一系列的有机发光二极管。同时,4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TcTa)和9,9'-(2,6-吡啶二基二-3,1-亚苯)双-9H-咔唑(26DczPPy)分别被选为发光层(EMLs)1和2的主体材料,因为它们具有相对匹配的能级和较高的载流子迁移率。通过对单发光层器件与双发光层器件的性能进行分析发现,双发光层器件结构的设计有助于拓宽空穴和电子的复合区间,从而提高电致发光(EL)效率。最后,获得了启亮电压为3.1 V,最大亮度为12600 cd/m 2,电流效率为37.15 cd/A,最大外量子效率为10.34%,最大功率效率为28.23 lm/W的器件。

为研究主体材料对绿色有机发光二极管性能的影响,选择能级匹配的电子传输材料1,3,5-三(6-(3-(吡啶-3-基)苯基)吡啶-2-基)苯(Tm3PyP26PyB)作主体材料制备了单发光层(EML)器件,与以双极性主体材料9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑(CzSi)制备的单发光层器件作对比。另外,采用空穴传输能力较好的4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TcTa)作第一发光层的主体材料,Tm3PyP26PyB和CzSi分别作第二发光层的主体材料制备双发光层器件进行对比。相比于Tm3PyP26PyB,CzSi为双极性主体材料,以CzSi为双极性主体材料有利于促进器件中载流子平衡并拓宽复合区间,以其制备的单、双发光层器件均具有较好的性能。以CzSi制备的单发光层器件的最大亮度、电流效率、功率效率分别为8634 cd/m 2、18.70 cd/A、16.78 lm/W;双发光层器件的最大亮度、电流效率、功率效率分别为10770 cd/m 2、30.12 cd/A、30.52 lm/W。

为了提高304不锈钢表面抛光质量,采用激光化学复合抛光的方法分别在纯净水和抛光液中对304不锈钢进行抛光实验研究,并对1064nm激光的加工功率和扫描次数对加工区域表面形貌和表面质量的影响进行了分析。气泡对抛光液在不锈钢表面形成的钝化膜产生破坏作用,造成抛光效果不均匀,表面粗糙度增大。结果表明,在抛光液中的激光抛光在抑制表面氧化发黑的同时,能够显著改善表面形貌,表面粗糙度由0.845μm下降到0.181μm；激光化学复合抛光304不锈钢表面质量与抛光功率和扫描次数有密切关系；当抛光功率过高或者扫描次数过大时,304不锈钢表面会产生大量气泡。采用激光化学复合抛光,可以提高不锈钢抛光质量、减少环境污染,该方法具有极大的应用前景。

薄油膜润滑广泛存在于各类精密机械与微机电系统中。微纳米间隙内的润滑油流动是影响薄膜润滑承载力的重要因素, 但目前薄润滑油膜的流速测量仍然缺少有效手段。本文基于荧光漂白恢复显微技术和漂白区域形状演化过程的成像分析, 建立了油膜流速测量系统, 可以对微米间隙润滑油膜的速度分布进行原位测量。利用建立的系统获得了厚度为8 μm时聚丁烯PB450润滑油膜的库埃特流速分布。重建的荧光漂白强度分布曲线和实验测量结果的皮尔森相关系数大于0.95, 且流速分布符合已有润滑理论, 证明了测量结果的可靠性。

核医疗船的概念是在现有微堆(MNSR)技术的基础上提出的, 它基于IAEA的癌症关怀项目, 开发配备硼中子俘获治疗技术(BNCT)的远洋核医疗船, 该项目开辟核科技应用的新领域。核医疗船的反应堆设计参考了已建成的医院中子照射器-1型(IHNI-1)反应堆, 该堆采用重混凝土作为主要屏蔽材料, 水池为方形, 其体积和质量都很大, 不能满足船用要求。为了使反应堆能够满足船用要求, 使用蒙特卡罗方法对医院中子照射器的反应堆屏蔽系统进行重新设计和优化, 通过对多个方案的综合对比, 最终确定采用不锈钢、含硼聚乙烯为屏蔽材料, 并将水池设计成结构紧凑的圆柱形结构, 该屏蔽方案在保证安全的基础上, 使屏蔽系统的质量和体积大大降低, 满足了船用要求。