采用联合活化方法将粉煤灰微珠、粒化高炉矿渣、硅灰制备成高活性多元辅助胶凝材料，研究不同活化方式下，多元辅助胶凝材料对胶砂活性指数及水化产物的影响，探讨掺入多元辅助胶凝材料对混凝土抗压强度及抗硫酸盐侵蚀性能的影响，通过X射线衍射(XRD)、热重差热分析法(TG-DSC)和压汞法(MIP)对辅助胶凝材料水化产物及孔结构进行表征。结果表明：在静停6.0 h、90 ℃恒温4.5 h蒸汽养护（蒸养）后，联合活化后的多元辅助胶凝材料掺量为水泥质量的30%时，3 d、7 d和28 d胶砂活性指数分别为137.54%、140.06%和143.97%，浆体孔隙率为6.78%，胶砂流动度下降3.94%；当静停7.5 h、90 ℃恒温4.5 h蒸养后，与水泥组相比，混凝土1 d抗压强度提高了17.7%，且混凝土抗硫酸侵蚀系数提高5.8%；当静停6.0 h及90 ℃分别恒温4.5 h、7.0 h、12.5 h蒸养后，混凝土1 d抗压强度分别提高13.4%、16.2%和15.3%，7 d抗压强度分别提高16.3%、16.0%和15.2%。在联合活化作用下，辅助胶凝材料中高活性组分与水泥中Ca(OH)2发生二次反应，促进水化硅酸钙(C-S-H)凝胶生成，优化了蒸养混凝土性能。

为了更好地解决正交双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)技术中再加热激光能量利用率低、信号增强效果不理想的难题,本研究团队建立了靶增强正交DP-LIBS技术,并研究了其信号增强机理。将再加热激光作用于铝靶表面产生靶等离子体,通过靶等离子体与样品等离子体的相互作用来显著增强样品元素的信号强度。以黄铜为样品,本团队通过实验研究了脉冲延时对原子辐射强度的影响,并分析了等离子体温度变化和光学辐射的时域演化特性。研究结果表明:在优化的实验条件下,靶增强技术可以在传统再加热正交DP-LIBS的基础上,使样品元素的信号强度继续显著增强。信号增强主要来自等离子体温度的升高和碰撞机制。该技术能显著增强正交DP-LIBS的信号强度,对于进一步提高正交DP-LIBS的光谱分析灵敏度、取得更理想的分析效果具有较重要的科学意义。

为了了解在高重复频率激光剥离-火花诱导击穿光谱中原子辐射的时域特征,选择925银合金为样品,采用高重复频率激光剥离-火花诱导击穿光谱技术,通过实验研究了不同电容条件下Ag I 328.07 nm、Ag I 338.29 nm、Ag I 520.91 nm、Ag I 546.55 nm、Cu I 324.75 nm、Cu I 510.55 nm原子辐射谱线的时域图。尽管这些谱线对应于不同的上能级,但由于火花放电的作用,原子辐射在时域上表现出了非常相近的特点。原子辐射的维持时间和衰减特性主要由火花放电的电学参数决定,上能级的能量高低对它们的影响并不明显。在高重复频率激光剥离-火花诱导击穿光谱中,非门控信号记录模式下记录的光谱近似等效于门控信号记录模式下记录的光谱,可以用于开展元素的定量分析,这有助于降低该技术对门控光电探测器件的要求。

针对多态系统的任务需求可变问题, 对马尔可夫模型进行一定扩展, 结合马尔可夫回报模型的基本定义, 推导出多态可修系统的性能-需求模型。在此基础上, 通过对回报矩阵和转移强度矩阵进行一定变换, 提出一种考虑任务需求可变的多态可修系统可靠性评估方法, 并用案例验证了方法的可行性。

为了实现对水中有害重金属元素铅的超灵敏快速检测,保证饮用水源的安全,对激光诱导击穿光谱(LIBS)-激光诱导荧光(LIF)联用技术进行研究;采用木片吸水将液体样品分析转换为固体样品分析,消除了采用LIBS技术直接分析水样品时水对原子辐射以及光学收光系统的影响;采用一束可调谐染料激光共振激发激光等离子体中的铅原子,探测其LIF以大幅提高光谱分析的灵敏度;在优化的实验条件下得到水中铅的校正曲线。结果表明,在当前实验条件下铅的检出限可达到3.2×10 ^-9,LIBS-LIF联用技术结合木片吸水法可以直接应用于水环境中痕量铅元素的超灵敏快速检测,从而可监控有害重金属造成的水源污染。

为了满足中波红外光谱分析的需要, 设计了Offner型中波红外成像光谱仪。在分析红外系统消热差方程的基础上, 明确通过选择不同热特性材料的合理组合可以设计出合理的消热差光学结构; 在分析Offner结构原理的基础上, 建立了一种简化的初始结构求解过程以及采用光学仿真软件进行优化的设计方法。最后, 利用该方法设计了工作波段为3~5 μm 的推扫式成像光谱仪, 并进行了一体化消热差设计, 工作温度范围为-40~100 ℃, 全视场范围内的弥散斑小于30 μm, 调制传递函数值在空间截止频率16.7 lp/mm处均大于0.35, 光谱分辨率小于15.6 nm, 具有较好的光谱分光性能。

为了消除在激光诱导击穿光谱(LIBS)信号检测时等离子体中强的轫致电子辐射对光电倍增管和前置信号放大器造成的不良影响, 提高信号检测灵敏度, 设计了一种基于CR110的门控端窗光电倍增管并用于LIBS中的微弱信号检测。该门控光电倍增管与前置信号放大器组合运用既可以成功抑制激光等离子体中强的轫致电子辐射的背景干扰, 又可以进一步放大微弱的原子辐射信号, 提高光谱分析的灵敏度。用LIBS分析铝合金标样中的微量铬元素, 采用该门控光电倍增管时其检出限可以达到5.55 ppm, 与采用普通光电倍增管的相比改善了近6倍, 显示出该门控光电倍增管在时间分辨信号检测领域良好的应用效果。

为了实现高空间分辨的元素显微分析, 基于OPA 695运算放大器制作了一种门控信号放大器, 用于正交双脉冲激光剥离激光诱导击穿光谱中的微弱信号检测。该门控信号放大器成功地消除了激光等离子体中强的电子轫致辐射背景的干扰, 选择放大了微弱的原子辐射信号, 提高了光谱分析的灵敏度及其空间分辨率。实验分析了铝合金标样中的主量铝元素和微量铜元素, 当前实验条件下, 其横向空间分辨率分别达到约0.9和1.2 μm, 与不采用该门控信号放大器时所达到的2.9和6.2 μm的结果相比有明显的改善。该门控信号放大器具有低成本的优势, 对具有时间分辨特点的强背景下的微弱信号检测具有较好的应用价值。