设计了一种半圆形前置与梯形后置双界面的光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池，利用时域有限差分法对该结构和对照组进行了模拟计算，通过分析短路电流密度和吸收光谱可知，双界面光栅结构的光捕获性能优于单界面光栅结构，利用电磁场分布对该结构在长波段（750~1100 nm）的吸收增强机理进行了分析。此外，针对前置半圆形后置梯形光栅结构，进一步优化了后置梯形光栅的左右斜率与同周期下前后光栅的偏移程度，结果表明非规则的梯形结构具有较好的光捕获表现，通过吸收效率云图也能发现偏移程度在40 nm时效果最佳。通过计算分析，短路电流密度的最优值达到了20.17 mA/cm²，相较于平板结构的短路电流密度提高了58.1%，研究结果对于薄膜太阳能电池的光栅结构设计具有一定的指导意义。

以磨损失效扁平链为研究对象,采用铁基合金粉末对基体进行了激光熔覆试验,在不同的熔覆工艺参数下,进行了金相组织、显微硬度和耐磨性分析。结果表明,激光功率1600 W、扫描速度600 mm·min ^-1、送粉率4.0 rad·min ^-1、熔覆层数3的组合为最优工艺参数组合。在此工艺参数组合下,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,无气孔等缺陷,且硬度和耐磨性均优于基体的。

对304不锈钢板进行了激光填粉焊接试验, 研究了不同焊接工艺参数对焊缝横截面形貌、抗拉强度、断口形貌的影响规律, 并获得了最优工艺参数组合。结果表明, 在试验范围内, 焊缝宽度与激光能量密度正相关。从零离焦量向正、负离焦量变化时, 上焊缝宽度增加, 下焊缝宽度减小; 低功率和零离焦量会降低试样的抗拉强度。焊接件抗拉强度随着焊接速度的增加呈先增大后减小的趋势; 断口形貌随抗拉强度的增大依次表现为解理断裂台阶状, 准解理断裂河流状, 塑性断裂韧窝状。由正交试验得到的焊接最优工艺参数为：激光功率2.7 kW, 焊接速度160 mm·min-1, 离焦量+5 mm。

为制备低残余应力涂层, 在304不锈钢表面激光熔覆Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层。采用ANSYSTM有限元分析软件分析其应力场, 利用机械钻孔法测量相同工艺条件下的激光熔覆试样的残余应力分布特性对模拟结果进行验证, 并采用XRD分析Fe-Mn-Si记忆合金涂层低残余应力机理。结果表明, 激光熔覆产生的应力诱发Fe-Mn-Si记忆合金各涂层γ→ε马氏体转变, 将残余应力释放, 得到低残余应力涂层。在受到各道激光照射(光斑接近至远离)过程中产生的热应力交替呈现为“拉-压-拉”应力状态, 越远离激光热源中心, 热应力越小; 冷却完成后, 激光涂层上残余应力表现为拉应力, 最大应力位于基体与涂层交界处; 在垂直与平行于激光熔覆两个方向上, 涂层中的残余应力均呈现两侧大中间小的分布规律, 在厚度方向上, 熔覆涂层表面至涂层中心残余拉应力逐渐增加到最大值后, 过涂层中心至熔化边界残余拉应力的数值开始逐渐降低, 过涂层边界后, 基体承受压应力并逐渐趋于零应力应力状态。

选取了两种不同的合金粉末材料，采用激光熔覆技术，对内缸活塞杆表面进行了修复强化处理，对比分析了两种不同材料熔覆后的微组织、微硬度、耐腐蚀性和耐磨性，提出了两种不同熔覆材料修复的内缸活塞杆所适用的工作环境。研究结果表明，两种熔覆层材料均能有效提高内缸活塞杆表面的耐磨性、抗冲击性和抗腐蚀性。

在不同工艺参数下, 在球墨铸铁QT450-10表面激光熔覆了镍基合金, 分析了熔覆层的显微组织和物相组成, 研究了熔覆前、后试样的拉伸应力-应变曲线及试样的断口形貌。结果表明, 当激光功率为1.6 kW、激光扫描速率为400 mm·min-1、送粉速率为3.2 r·min-1时, 熔覆结果较好, 基体与熔覆层间形成了良好的冶金结合, 无裂纹、气孔; 在25 ℃下, 当熔覆层数为1时, 熔覆层的显微硬度达到265 HV, 约为基体硬度的1.5倍; 熔覆后试样的断裂部位在基体处, 熔覆镍基合金的球墨铸铁的强度得到提高。

为了修复矿用刮板输送机链轮, 运用了金属3D打印技术在34CrNiMo6钢板材上进行打印试验, 并对打印结果的金相组织、显微硬度及压痕、耐磨性进行了相关测试。试验结果表明, 打印层硬度为基材硬度的2~3倍, 且打印层耐磨性明显提高。展示了利用金属3D打印技术来修复链轮的整个工艺流程, 通过使用三维激光扫描仪来扫描标准和磨损链轮并获得其点云, 进而求得相应的链轮磨损量, 并用三维建模软件CATIA及其二次开发对磨损量进行适当分层切片, 以建立精确的数控程序来控制激光头对磨损链轮进行修复的路径。最终的打印以及铣削加工结果验证了该二次开发及数控程序的可行性。

研究了一种激光二极管(LD)抽运的频差可调谐双频固体激光器，对耦合腔实现双频的方法进行了分析。实验中使用输入镜与腔内插入标准具形成耦合腔实现单频运转，双λ/4波片使单纵模激光频率分裂，通过改变两个λ/4波片快轴之间的夹角来实现频差调谐。在LD抽运光功率为290 mW的条件下，获得了频差在0~1.1 GHz范围内可调、功率为34 mW的双频激光输出。