为了解决现有电脑验光仪和视力筛查仪体积庞大、价格昂贵的问题，设计并搭建了一套基于哈特曼波前检测原理的小型无透镜屈光测量系统。首先，对测量原理进行了详细介绍；接着，利用Zemax软件对图像采集光路进行模拟，并分析了实际测量屈光度与仪器-人眼距离的函数关系；最后，成功搭建了试验样机，并通过对中国计量科学研究院模拟眼进行屈光测量来验证函数关系的正确性及测量结果的准确性。实验结果表明该系统能有效地对-10~+10 D范围内的模拟眼进行屈光测量，测量结果显示：球镜度重复测量误差最高不超过0.20 D，变异系数不超过3%；柱镜度重复测量误差最高不超过0.25 D，变异系数不超过9%。此外，该系统结构简单且成本低廉。在满足测量结果准确性、稳定性要求的前提下，该系统更适用于需要仪器小型化的场合，具有广阔的应用前景。

设计出一种高灵敏度的新型椭圆侧芯光子晶体光纤传感器模型。圆形孔和3种不同大小椭圆孔构成该椭圆侧芯光子晶体光纤空气孔，其中椭圆孔的椭圆率分别为e、e₁、e₂，在椭圆率为e的左侧椭圆孔内涂敷金纳米薄膜。通过有限元分析软件COMSOL对传感器的传感特性进行数值分析。研究发现：表面等离子体共振的共振峰对待测液体折射率的变化有很高的传感灵敏度；光子晶体光纤传感器的灵敏度会随着椭圆率e、e₁以及金纳米薄膜的厚度而变化。折射率在1.40~1.42范围内，传感器灵敏度随着e₁的增大而增大；折射率在1.42~1.43范围内，传感器灵敏度随着e₁的增大先减小再增大。当椭圆率e₁=1.2、折射率为1.43时，灵敏度高达31800 nm/RIU（折射率单元）。折射率在1.38~1.43范围内，传感器灵敏度随着椭圆率e的增大而增大，当椭圆率e=2.3时，灵敏度高达33200 nm/RIU。折射率在1.42~1.43范围内，传感器灵敏度随着金纳米薄膜厚度的增大而减小，在折射率为1.43、金纳米薄膜厚度为40 nm时，传感器灵敏度高达34600 nm/RIU。

为了解决晶体管寄生参数对逆F(F-1)类功率放大器效率的影响,采用了一种新型的输出谐波控制结构。首先,设计二次和三次谐波控制电路,同时将直流偏置电路加入二次谐波控制电路,降低了电路设计的复杂度。其次,为了解决寄生参数对F-1类功放本征漏极端阻抗的影响,采用一段串行微带线进行寄生补偿。最后,通过微带线和电容进行基波和负载之间的匹配。为验证方法的有效性,采用0.25 μm氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)工艺,设计了一款工作在5.7 GHz~6.3 GHz的F-1类微波集成电路功放。版图后仿真结果显示,F-1类功放的漏极效率DE为57.2%~62.3%,功率附加效率PAE为51.8%~57.4%,饱和输出功率为39.0 dBm~40.4 dBm,增益为9.0 dBm~10.4 dBm。版图面积为3.2×1.7 mm2。

金属支撑型固体氧化物燃料电池极具应用前景，但缺少高性价比制备技术。采用高效率、低成本大气等离子喷涂(APS)在金属基体上制备了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)电解质，研究加热基体条件下沉积粒子形貌与涂层结构间的联系，并评估电解质的力学性能和电池性能。结果表明：加热后的基体上，YSZ沉积粒子铺展充分，片层内存在微裂纹，导致结构中除未结合区域外还存在垂直裂纹，涂层孔隙率为7.16%，YSZ纳米压痕硬度和弹性模量分别为(13.0±1.0) GPa和(188.5±2.6) GPa。受电解质不致密的影响，APS沉积的YSZ单电池最高开路电压为0.97 V，致密度还需进一步提高，但电池输出性能可观，900 ℃峰功率密度为850 mW/cm2。随着设备迭代优化或结合后处理工艺，APS有望实现致密YSZ电解质的大规模低成本制备。

为了提高红外检测的精度，实现缺陷深度和大小的同步检测，将共轭梯度反演算法分别与脉冲 检测技术和脉冲相位检测技术相结合，实现了基于相位和表面温度的红外定量识别，通过数字算例对 比分析了不同因素对识别结果的影响。研究结果表明:在无测温误差时，基于相位和表面温度的识别都 能准确地识别缺陷的位置大小；基于相位和表面温度的识别结果精度都会因随机误差的增大而降低； 基于表面温度的识别结果精度会因均匀误差的增大而降低，但是均匀误差对基于相位的识别无影响。

为了实现对粘钢加固混凝土脱粘缺陷的红外相位检测,依据传热学原理建立了相应的检测模型,利用有限体积法得到了检测表面温度,然后通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)获得了相位分布数据,并研究了检测表面相位差与钢材厚度、缺陷宽度、缺陷厚度以及热流强度的关系。结果表明,在一定的缺陷大小下,当钢材厚度增大时,检测表面相位差的最大值将减小；在一定的钢材和缺陷厚度下,当缺陷宽度增加时,检测表面相位差的最大值将增大；在一定的钢材厚度和缺陷宽度下,当缺陷高度增大时,检测表面相位差的最大值会有一定程度的增大,但是增加量较小；在一定的钢材厚度和缺陷大小下,当热流强度增大时,检测表面的相位差基本无变化。研究结果为粘钢加固混凝土脱粘缺陷的红外相位检测提供了理论依据。

针对可见光通信(VLC)系统中发光二极管(LED)有限的调制带宽, 提出了一种多带无载波幅度相位(mCAP)调制与成对编码(PWC)结合的混合方案。该方案中PWC技术将高频子带与低频子带进行配对和交织来有效克服信噪比(SNR)不平衡问题。通过实验验证, 给出了在子带数分别为2、3、4和5的情况下PWC编码对应的最佳旋转角度, 并分析了在指定带宽下所能传输的最大调制阶数。实验结果表明: 相比于传统的mCAP-VLC系统, 基于PWC的mCAP-VLC系统可以传输更高调制阶数。

并联电路E类功率放大器(PA)具有结构简单和高效的优点, 因而被广泛应用。针对并联电路E类PA存在带宽较窄、效率较低的问题, 对其输出匹配网络提出了一种改进方案。采用混合式π型结构作为PA的输出匹配网络, 在较宽的工作带宽内完成了最佳阻抗与标准阻抗的转换, 有效地抑制了二次谐波分量, 提高了电路的效率。为了验证所提出理论的有效性, 基于0.25 μm GaN HEMT工艺设计了一种结构简单、高效率和高功率的单片集成E类功率放大器。版图后仿真结果表明, 在2.5～3.7 GHz工作频率范围内, 输出功率大于40 dBm, 功率附加效率为51.8%～63.1%。版图尺寸为2.4 mm×2.9 mm。

激光选区熔化（SLM）增材制造技术为NiTi形状记忆合金复杂结构件的制造开辟了新途径，已成为智能材料领域的研究热点之一。本课题组采用光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射仪、差式扫描量热仪、万能材料试验机等，重点研究了扫描间距h对SLM成形NiTi合金相对密度、组织结构、相变行为及力学性能的影响。结果表明：线能量密度在100~250 J/m范围内时，可以获得连续且稳定的单熔道试样；随着扫描间距h从115 μm减小到64 μm，SLM成形的NiTi合金块体中的NiTi（B2）相含量有所减少，相对密度增大，表面粗糙度减小，相变温度M_s呈逐渐升高的趋势。扫描间距h=77 μm时成形的NiTi块体试样的综合性能最佳：相对密度为98.5%，抗压强度和抗拉强度分别为3351 MPa和839 MPa，第1次压缩循环后的可回复应变为5.99%，应变回复率高达97%，第10、第20次压缩循环后的可回复应变分别为5.77%和5.75%。