采用双埋层SOI(Silicon-On-Insulator)材料，结合KOH腐蚀工艺、电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺、阳极键合以及喷雾式涂胶工艺，研制了一种基于平面矩形螺旋梁的低g值微惯性开关。利用二氧化硅KOH腐蚀/ICP刻蚀自停止的特点，平面矩形螺旋梁厚度的精度为±0.46 μm。分析了双埋层SOI材料的电学特性，采用等电位技术，实现了双埋层SOI与上下两层硼硅玻璃的阳极键合。采用玻璃无掩模湿法腐蚀技术，在玻璃封盖底部设计制作了大小为200 μm×200 μm的防粘连凸台，解决了芯片在清洗干燥过程中的粘连问题。采用ICP刻蚀用硅衬片方法，解决了ICP刻蚀工艺中高温导致的金硅共晶合金问题。实验验证显示，提出的方法效果较好，芯片成品率得到较大提高，为大批量地研制低g值微惯性开关提供了可靠的工艺基础。

仿真和实验研究了一种控制Nd:YAG脉冲激光能量通断的光纤直接连接型光开关。建立光纤耦合模型, 分析了光纤对准误差中对耦合效率的影响, 其中横向偏移的影响最显著。采用微机电系统V型槽固定光纤, 微小型凸轮作为制动器, 步进电机驱动凸轮旋转, 微小型凸轮与移动光纤相切, 带动光纤移动, 实现两光纤的错开和对准。制造了这种高功率直接连接型光纤光开关原理样机, 并进行了主要性能测试。测试结果表明, 这种光开关能够满足激光点火系统的大容量、高隔离度的要求。

针对低gn值微惯性开关对微弹簧系统刚度的要求(0.1~1 N/m数量级)，设计了一种基于平面矩形螺旋梁结构的平面微弹簧。假设材料均匀、连续且具各向同性，根据材料力学的卡氏定理和线弹性理论，推导得到了微弹簧的弹性系数计算公式，并根据ANSYS有限元仿真分析结果对其进行了修正。基于多层高深宽比硅台阶刻蚀方法，采用MEMS体硅加工工艺，完成了微弹簧的制备，划片后微弹簧芯片尺寸为7 mm×7 mm×0.3 mm。分析结果表明，完善后的弹性系数计算公式与ANSYS仿真结果更为接近，可直接应用于微弹簧的结构优化设计以简化设计过程。纳米压痕法的测试结果表明，微弹簧样品的弹性系数约为0.554 N/m，满足设计要求。该微弹簧具有体积小、结构简单、加工容易实现等特点，其成功研制为实现低gn值微惯性开关的工程实用化奠定了基础。

实验研究了芯径为600 μm的全石英光纤传输脉宽为5 ns,波长为1064 nm的高峰值功率脉冲激光的传输特性。采用N-ON-1测试方法,获得光纤损伤阈值和光纤传能特性曲线。光纤50%概率损伤阈值为24 mJ,平均输出激光能量达到14 mJ,峰值功率接近3 MW。可将光纤传能特性曲线分为3个过程:未损伤段(平稳传输段)、光纤端面等离子体击穿段(非平稳传输段)和光纤体损伤段(传输截止段)。分析了光纤损伤形貌和损伤机理。研究表明,同时提高光纤端面等离子体击穿阈值和光纤初始输入段损伤阈值是提高光纤传能容量的关键。

低g值惯性开关是一种对线加速度敏感并在施加的加速度作用下完成闭合的惯性装置.由于微小尺寸的限制,低g值(1-30g）惯性开关只能设计为微质量块和低刚度支撑梁的结构.为了获得低刚度,设计了基于阿基米德螺旋线的平面螺旋梁结构.微开关由一个带触点的基座、一个惯性敏感单元以及框架和封盖组成。惯性敏感单元则由一个居中的质量块和支撑它的螺旋梁组成.在加速度作用下可动的质量块发生位移,与其下的触点接触,实现开关的闭合.惯性敏感单元采用有限元软件ANSYS进行分析,采用UV-LIGA工艺制作。进行了离心试验以获得低g值惯性开关的闭合门限.经3次测试,闭合门限值分别21.22,21.3921.20g，平均值为21.28g。测试结果表明，低g值惯性开关具有0.5g的闭合精度，多次测试重复性较好。

以二氯甲硅烷和氨气分别作为低压化学气相淀积(LPCVD)氮化硅(Si3N4)薄膜的硅源和氨源,以高纯氮气为载气,在热壁型管式反应炉中反应生成Si3N4薄膜.考察了工作压力、反应温度、气体原料组成等因素对Si3N4薄膜淀积速率的影响.结果表明:Si3N4薄膜的生长速率随着工作压力的增大单调增大,随着原料气中氨气和二氯甲硅烷的流量之比的增大单调减小.随着反应温度的升高,淀积速率逐渐增加,在840 ℃附近达到最大,随后迅速降低.在适当的工艺条件下,制备的Si3N4薄膜均匀、平整.较低的薄膜淀积速率有助于提高薄膜的均匀性,降低薄膜的表面粗糙度.

介绍了利用SiH2Cl2-NH3-N2体系LPCVD制备Si3N4薄膜的工艺,借助椭圆偏振仪研究了薄膜的厚度及折射率.结果表明:当原料气中氨气与二氯甲硅烷的流量之比(R)较小时(R≤2),获得富Si的Si3N4薄膜,折射率较高.当氨气远远过量时(R＞4),折射率处于1.95～2.00之间.在适当的工艺条件下,获得的Si3N4薄膜表面均匀、平整,折射率达到理想值.