钽铌矿中Ta和Nb元素含量极低，采用常规激光诱导击穿光谱（LIBS）技术面临检测灵敏度不足的问题，双脉冲LIBS技术可显著改善分析灵敏度，但设备成本高。为此，提出一种基于单激光分束构造的双脉冲激光诱导击穿光谱（DP-LIBS）技术对钽铌矿中Ta和Nb元素进行高灵敏度检测。在对离焦量、采集延时、激光能量等实验参数优化的基础上，建立了LIBS定量分析模型。结果表明：所提的DP-LIBS系统对Ta和Nb元素特征谱线强度比单脉冲LIBS增强3~4倍，检测灵敏度提高约2倍，Ta和Nb元素检出限分别达到195.91 μg·g^-1和81.79 μg·g^-1。为钽铌矿痕量Ta和Nb元素的快速高灵敏度定量分析提供了一种有前景的检测方法。

采用电泳沉积法在钛基体表面制备氧化石墨烯(GO)/羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2, HA)复合涂层, 通过XRD和SEM等测试手段对不同热处理条件下得到的GO/HA涂层进行表征。研究结果表明, 热处理有助于促进涂层中HA结晶度的提高, 600 ℃和800 ℃的热处理温度并没有导致HA发生热分解, 但有可能破坏了涂层中GO的有序晶体结构。GO/HA涂层具有优异的生物活性, 但随热处理温度的升高, 涂层的润湿性和生物活性下降。热处理过程有利于涂层致密, 加强涂层与基体的结合, 800 ℃热处理后的涂层结合强度高达25.31 MPa。

铁电薄膜由于其优异物理性能，而被广泛应用于微电子、光电子、微机电领域。在铁电薄膜理论研究方面，热力学理论可以有效地预测铁电薄膜的相结构、极化特性和机电性能等，且已在(001)取向铁电薄膜的研究中取得了较好的应用，而对于(111)取向铁电薄膜的研究报道非常少。因此，本文通过对序参量坐标转换的方法，构建了(111)取向薄膜的热力学势能函数及其机电性能计算方法。基于此，研究了(111)取向0.7PMN-0.3PT铁电薄膜的相结构及其机电性能。研究结果表明，(111)取向0.7PMN-0.3PT铁电薄膜的相结构主要存在沿晶轴方向三个极化可互换的对称相：顺电相PE、菱方相R和单斜相MA(或MB)。在应变和外电场的调控下，(111)取向0.7PMN-0.3PT薄膜展现出优良的机电性能，在R和MA相变点处，介电常数ε11、ε22、ε33和面外压电系数d33取得了极大值。在外电场E3分别为0、50 kV/cm、100 kV/cm和200 kV/cm时，面外介电常数ε33的峰值分别为4 382、2 646、2 102和1 600，面外压电系数d33的峰值分别为303.8 pm/V、241.9 pm/V、219.7 pm/V和195.1 pm/V。应变和外电场能够较好地调控薄膜的机电耦合性能，可为优异机电耦合性能的器件制备提供参考。

设计了一种应用于毫米波开关及限幅器的异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管材料结构,接着对影响二极管性能的两个主要因素(Al掺杂量和I层厚度)进行分析和优化,然后采用分子束外延与半导体工艺流片制备出了验证器件。对该器件进行测试,测试结果表明,所制备的PIN二极管的开启电压为1.06 V,击穿电压为26 V;在1~40 GHz频率范围内,该二极管的插入损耗为1 dB左右,隔离度为12 dB(频率为30 GHz时)。所制备二极管可应用于毫米波开关和限幅器电路中。

提出了一种基于光电振荡器结合电选频腔产生线性调频信号的方案,其中电选频腔由电放大器、电衰减器和移相器组成。通过调节电选频腔中移相器的偏置电压,利用光电振荡器输出信号与电选频腔输出信号间的频率牵引效应,能够产生中心频率为8.3 GHz的线性调频信号,频率变化范围约为550 MHz,调谐率约为5.5 MHz/μs,时间带宽积为5.5×10 4(带宽550 MHz,持续时间100 μs),其相位噪声由光电振荡器的相位噪声决定,其频率变化范围由移相器的偏置电压范围决定。与已有方法相比,该方案的系统结构较为简单,产生的线性调频信号具有较高的频谱纯度,相位噪声低至-116 dBc/Hz@10 kHz。

提出一种基于注入锁定技术增强高次谐波的任意波形产生方案。通过注入锁定技术放大并增强高次和偶次谐波,将获得的高次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加,可合成高阶的三角波、矩形波。将注入锁定增强的偶次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加可合成高阶锯齿波和反锯齿波。通过实验,本文成功产生了频率为5 GHz的五阶三角波、五阶矩形波、三阶锯齿波和三阶反锯齿波。理论与实验结果表明:五阶三角波与矩形波的方均根误差比同时产生的三阶相同波形提升了10%~37%;可以通过增加注入锁定的支路数来获得更高阶近似的波形。

低成本、高性能对地遥感微纳卫星是当前研究和开发的热点, 为适应微纳卫星平台, 要求空间相机具备小型、轻量化的特点。在其体积和质量的限制下, 设计结构尽可能紧凑的长焦距大视场望远物镜是成功研制高分辨率对地遥感光学相机的关键, 研究利用同轴四反射镜系统解决这一问题的可能性。首先, 介绍无二次遮拦同轴四反射镜望远物镜的组成与工作原理; 基于近轴光学和初级像差理论, 导出几何约束条件和初级像差公式, 给出结构紧凑的长焦距同轴四反镜系统的设计思想与方法; 最后给出举例及设计结果。优化设计了全视场角1°×1°、有效焦距2 100 mm、F数为7的同轴四反射光学系统, 总长228 mm, 约为有效焦距的1/9,结构简单紧凑, 像质接近衍射极限。

针对航拍沥青路面图像识别的噪声和干扰问题,提出一种应用于航拍图像的路面裂缝识别算法。根据路面区域与路旁景观区域灰度级数分布不同,采用多方向拟合的区域生长方法联合HSV颜色空间阈值进行路面区域分割,提取包含完整裂缝信息的单通道路面;再通过改进的形态学滤波剔除面积较大的干扰区域,利用结合显著性分析的边缘检测算法识别路面的裂缝片段,实现复杂裂缝与路面纹理噪声的区分;自动筛选存在裂缝的图像,针对裂缝可疑区域,结合人眼辅助观察标记并计算其长度。结果表明,该算法可有效剔除图像中的噪声和干扰,较好地识别沥青路面的裂缝,裂缝宽度的识别精度能达到9.7 mm,分类识别准确率大于80.0%,长度测量准确率大于75.0%。

选用35 MeV Si离子, 针对NPN及PNP型双极晶体管(BJT)进行辐照实验, 探究重离子辐照条件下双极晶体管辐射损伤及缺陷在不同发射结偏置条件下的影响规律。通过原位测试不同偏置条件的双极晶体管电流增益等参数随辐照注量的变化关系, 研究了发射结偏置条件对双极晶体管辐射损伤的影响。此外, 采用深能级瞬态谱(DLTS)针对辐照后的双极晶体管进行了测试, 得到了双极晶体管内的辐射缺陷信息。基于电性能测试和DLTS分析结果可以看出, 双极晶体管辐照时所施加的偏置条件能够明显地影响器件的电性能参数和器件内的深能级缺陷浓度, 不同类型的缺陷对于电性能的影响也存在明显差异。