Cr3+激活荧光粉因其具有远红光和近红外光发射的特性而受到广泛关注。本研究合成了一系列(La,Gd, Y)2MgTiO6∶Cr3+荧光粉, 在345 nm紫外光激发下, 其发射波段为700~900 nm。采用离子取代策略对其光谱进行了调谐, 通过Gd或Y取代La位点, 发射主峰从766 nm分别蓝移至737 nm和757 nm; 150 ℃下的热稳定性从41.7%分别提升至69.1%和67%。系统研究了荧光粉的晶体结构、微观形貌、荧光寿命、热稳定性能和带隙变化等。Gd和Y离子取代会导致晶格收缩, 引起电子云重排效应变化, 最终导致发射光谱蓝移。改性后荧光粉的发射光谱与光敏色素FR(PFR)的吸收(730 nm)具有更好的匹配性, 表明其在植物生长照明中的应用前景, 这也证明通过阳离子取代策略调控Cr3+的发光性能可为未来植物生长灯用荧光粉的研发提供思路。

设计了一种在钢绞线中心丝上设置凹槽、在中心丝张拉持荷状态下于凹槽中嵌入光纤光栅(FBG)传感器的智能钢绞线, 使FBG传感器在服役前产生一定的压应变, 以解决FBG传感器封装存活率低以及监测量程不够的问题。理论分析了嵌入式FBG传感器与基体之间的应变传递率, 对凹槽的截面尺寸、传感器的黏结长度以及封装材料的弹性模量提出了设计要求。以中心丝持荷值为变化参数, 对FBG智能钢绞线进行不同监测量程的张拉实验。结果表明, 实验数据具有良好的线性度和重复性; 当中心丝持荷值达到中心丝极限承载力的30%以上时, FBG传感器的监测量程接近钢绞线的极限张拉力, 从而实现对钢绞线全生命周期的监测。

介绍了光纤传感涉及的应变传递理论, 基于该理论建立了基体和感知光纤应变的定量关系, 以消除应变传递误差, 提高测试精度。针对埋入式光纤传感器用于高黏度的柔性沥青路面基体的最普遍形态, 建立了含感知光纤、封装层和基体的典型三层力学模型。采用Goodman假设描述层间剪应力关系, 引入傅里叶级数法求解微分方程, 建立了基体和感知光纤的平均应变传递关系。通过室内试验论证了推导的应变传递理论公式的有效性, 并对影响平均应变传递效率的几何参数和材料参数进行了灵敏度分析。分析结果表明: 光纤粘贴长度越长, 光纤和封装层的层间黏结越紧密, 平均应变传递系数越大, 应变传递效果越好。本文的研究可广泛用于埋入式光纤传感器的应变传递误差修正及封装设计。

通过研究法国实验客体(FTO)的闪光照相过程,设计了静态照相过程中采用的准直措施,除传统的一二级准直体外,还通过添加三级准直体来进一步控制入射到客体边缘部分的X射线,从而降低散射的影响。蒙特卡罗方法模拟结果表明,采用三级准直技术可以有效地控制散射的影响,图像接收平面各边界的直散比有了明显的提升。

制备了一种荧光粉转换型白光有机发光二级管(pc-WOLEDs)，器件由发蓝光的荧光装置和发红光的无机荧光粉Sr2Si5N8∶Eu2+颜色转化层(CCL)复合组成，前者通过真空镀膜得到，后者采用旋涂法制备。CCL发射的红光和未被吸收的蓝光复合产生白光，最大发光效率为22.1 cd/A，最大能量效率为11.26 lm/W，外量子效率为10.2%。该pc-WOLEDs的色坐标为(0.32, 0.34)，非常接近标准白光(0.33, 0.33)。稳定性实验结果显示，该器件在不同电流密度下表现出了良好的稳定性。

针对裸光纤布拉格光栅应变监测量程或精度有限的问题，提出了一种灵敏度系数可调光纤布拉格光栅应变传感器的设计方法。理论和实验研究了该方法在增大光纤布拉格光栅应变监测量程或提高精度方面的性能，并以此研制了基片表面粘贴式和FRP封装式两种封装结构的灵敏度系数可调应变传感器。理论分析并实验标定了传感器的灵敏度系数。最后，对传感器理论和实验灵敏度系数误差进行了分析，指出了改进的方向。实验结果表明：两种封装结构的大量程传感器的量程分别增加了243%和126%，高精度传感器的精度提高至0.51 με和0.52 με。传感器标定实验表明，两种封装结构的传感器都有很好的线性度和重复性，相关系数达到0.999以上。

在高能闪光照相技术中,提高图像接收平面上直穿与散射的比值有利于有效信息的提取。利用蒙特卡罗方法对法国实验客体的照相过程进行模拟,得到图像接收区域直穿分量与散射分量的能谱分布,依据其分布的特点提出了利用能谱优化来提高接收区域直散比的方法,指出添加衰减屏可以达到能谱优化的效果。依据线吸收系数的变化趋势以及实际加工的难度选择钽作为优化能谱的材料,并根据最小照射量的限制得到了最大的衰减屏厚度。最后通过蒙特卡罗模拟,指出添加9 mm的衰减屏能够对照相结果的优化程度最好,照射量满足要求,而直散比上升到原来的3倍左右。

为了解决实际工程应用中光纤光栅和分布式布里渊共线技术测试应变的绝对温度补偿方法成本较高、不易布设等问题,采用光纤布里渊和布喇格光栅共线技术应变感知的温度互补偿方法,通过感知探头——双光纤光栅-纤维增强复合智能筋的室内和户外温度补偿试验探讨了该方法的有效性和适用性。结果表明,该方法可以实现光纤布里渊和光纤光栅的准分布式温度互补偿,误差低于8%,在工程接受范围内。此外,该技术还能同时给出应变和温度双参量测试结果,简化了传感系统,降低了布设成本,适合实际工程应用。

针对目前钢拉杆构件缺少施工荷载下的内力测试和服役期间的长期监测手段问题，采用玻璃钢封装技术研制开发出一种新型的基于光纤光栅绝对测量传感技术的高耐久性智能钢拉杆。在理论屈服荷载85%的拉伸荷载下，智能钢拉杆感知的应变具有很好的线性度和重复性，由其得到的测试杆力与实验张拉力吻合良好，误差在4%以内。该智能钢拉杆具有抗电磁干扰、传感距离长、成本低、耐腐蚀、绝对测量等优点，既可以方便给出任何阶段的受力状态，也可以作为一个大应变式荷载传感器对其相邻的结构进行荷载监测，适合用于恶劣服役环境下的钢拉杆工程结构。

针对布里渊分布式传感技术在实际工程应用中的测试信号受外界环境干扰从而影响测试精度的问题，本文提出采用小波信号处理方法对布里渊分布式光纤传感技术的实测信号进行滤噪处理，并以基于布里渊光纤传感技术的实体智能拉索的应变测试数据进行了验证。实验结果表明，该信号处理方法可以有效的消除测试应变中的噪声，提高了索力测试精度，滤噪前后拉索总平均测试索力相对于控制索力的最大相对误差分别为8.8%和5.1%，适合对含噪布里渊传感测试信号进行的滤噪处理。