发展低熟料高标号胶凝材料是水泥工业碳达峰目标达成的有效途径之一, 但对水泥混合材特性利用及多种混合材协同作用也提出了更高要求。本文以四川地区工业固废硅锰渣和地域资源丰富的石灰石为主要混合材, 配制了熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料, 研究了复合胶凝材料性能及水化特性。研究结果表明, 熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料工作性良好, 后期力学性能增强, 且石灰石粉的成核诱导水化效应可有效改善单独使用硅锰渣胶凝材料体系凝结时间延长和早期强度过低问题。复合胶凝材料体系中, 石灰石粉的早期成核诱导水化效应和硅锰渣后期水化活性均能得到充分发挥。此外, 硅锰渣和石灰石粉能够协同参与胶凝材料体系水化, 消耗铝相生成水化碳铝酸盐相, 增加水化产物总量, 同时也能阻止AFt向AFm转变, 有利于体系力学性能稳定提升。

针对现有数字水印算法对于几何攻击稳健性差、嵌入彩色版权图像信息量过多导致效率低下等问题,提出一种基于SURF(speed up robust features)几何校正和半色调映射加密的彩色零水印算法。基于SURF提取载体图像的特征点,并将其特征点信息保存为密钥用于实现盲检测。在版权验证过程中,提取受攻击图像的特征点并进行密钥匹配,使用筛选后的特征点估计出仿射矩阵,对受攻击的图像进行几何校正。同时,根据半色调原理对版权标识进行预处理,使用像素扩展的三通道二值矩阵表示彩色图像,并根据加密规则对水印图像进行半色调子块映射加密,在减少嵌入信息量的同时保留了彩色版权图像的颜色和结构信息,增加了水印信息的安全性。实验结果表明,提出的零水印算法在面对几何攻击和非几何攻击时都具有很强的稳健性,生成的零水印信息更安全。

为了解决奇异值最高位在几何攻击下易敏感性和零水印抗几何攻击性能差的问题,提出一种基于改进奇异值和子块映射的图像零水印技术。首先,对载体图像进行Arnold置乱处理,消除像素间的相关性。然后,进行Curvelet变换、分块以及奇异值分解以获得载体图像的稳定特征。同时,提出一种子块映射机制,将原始的版权图像划分成不同的子块,并通过对子块求和,使用不同的字符表示水印子块。最后,将载体图像的特征与水印子块按位进行逻辑运算生成零水印。实验结果表明,所提出的图像零水印算法在几何攻击、非几何攻击以及组合攻击下具有很强的鲁棒性,并且生成的零水印信息安全性更高。

设计了采用新型曲线阴极结构的W波段双阳极磁控注入电子枪,手动优化得到的电子注参数在速度比1.1时,纵向速度零散为1.84%.为了克服手动优化方法的繁琐和低效,引入了数值计算方法的优化策略,编制了基于MATLAB语言的遗传算法和模拟退火算法的优化程序,并结合二维电子光学软件EGUN对该W波段曲线阴极结构电子枪进行优化,优化得到的电子枪在保证电子注速度比1.1的情况下,纵向速度零散分别达到了0.81%和105%. 与手动优化方法相比,数值优化方法不需要设计者干预优化过程,具有自动高效的特点,且优化结果更好.

为了测量纳秒级前沿的电磁脉冲电场，研制了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的宽频带电磁脉冲电场测量系统，该系统采用单极子天线作为电场探头的接收天线，高速AD采集调理电路输出的电压信号，由FPGA接收AD采样的数据并保存至DDR2和FLASH存储器中；分析了系统的整体方案；对系统的信号调理、采集的触发方式、FPGA控制以及干扰屏蔽等关键技术进行了重点分析；通过电场探头、电磁脉冲模拟器、PTEM暗室、衰减器以及示波器进行了性能和功能验证实验；利用软件将电场探头和示波器测得的信号进行处理和对比；实验表明，所研制的电场探头可以测量前沿大于2.5 ns、电场强度为0~50 kV/m的脉冲电场，系统线性度好，体积小，抗干扰性能好,测量准确性高。

通过软件仿真方法分析和设计了W波段回旋行波管的输入输出耦合器、磁控注入式电子枪以及高频互作用电路,根据优化结果加工了实物并进行了热测实验.实验结果表明,电子注电压60 kV,电流6 A,在94 GHz频率获得了最大峰值功率78 kW,增益53.9 dB以及21.7%的效率,峰值功率大于50 kW带宽达到3.8 GHz.PIC粒子模拟和热测实验均表明,设计的W波段回旋行波管能够稳定的工作,从而证明周期加载高频互作用电路在抑制寄生模式以及自激振荡方面具有很大的优势.

利用等效电路理论, 初步设计了窗片厚度为1.32 mm的回旋行波管盒型输出窗, 再加入感性膜片, 更改窗片形状, 最终设计出了能承受25 kW平均功率、相对带宽达到14%、窗片厚度达到1.7 mm的Q波段新型宽频带回旋行波管盒型输出窗；采用高频软件HFSS与有限元分析软件ANSYS协同仿真的新方法对回旋行波管盒型窗进行热特性研究表明, 盒型窗理论上功率容量达到62 kW平均功率, 说明输出窗窗片承受25 kW平均功率的可行性, 窗片中心与边缘的温差为66 ℃, 没有达到陶瓷窗片的临界温差158 ℃, 验证了新型盒型窗设计的合理性。

利用场匹配理论建立传输级联矩阵的方法对多层窗片结构输出窗进行研究,通过大量的数值计算给出Q波段回旋行波管一种新型中间风冷结构输出窗的参数,然后通过数值计算和HFSS仿真验证,该新型输出窗在46~50 GHz范围内,S11反射系数小于-20 dB。在此基础上进一步对该输出窗进行热分析,热分析表明: 新型输出窗窗片中心与边缘温差与传统输出窗相比大幅下降,热应力大大减小,提高了输出窗的功率容量。回旋行波管工作在TE01模式时,新型输出窗获得的最大饱和功率容量达到90 kW,与传统输出窗相比,功率容量提高了21.8 kW。

采用聚焦离子束制备了500nm和1.5μm周期两种结构, 使GaN基LED光效显著提高。比较长、短周期光子晶体提高光效的程度、制备工艺、设备及其相应的成本，宜采用长周期光子晶体结构来提高蓝光GaN基LED的发光效率。采用聚焦离子束和激光干涉两种方法，在GaN基LED导电层（ITO）上制备了长周期光子晶体，利用光纤光谱仪、显微镜和功率计对光提取效率进行了实验测试，结果表明长周期光子晶体LED比无光子晶体LED的光提取效率提高了90%以上。还采用激光干涉直写方法，以扫描的方式在较大面积上制备了光子晶体LED, 确认了该方法及工艺批量化、低成本制备光子晶体的可行性。聚焦离子束方法虽然能够产生较精确的光子晶体图形，但由于耗时长、效率低、成本高等问题，仅适于在实验研究中选择和优化光子晶体的结构和参数。

为解决回旋管行波管收集极的散热问题, 保障回旋行波管工作的可靠性和稳定性, 利用CST电子仿真软件模拟出电子在回旋行波管中的运动轨迹, 并因此确定了进入收集极的电子注的初始条件。利用ANSYS有限元软件对回旋行波管收集极的散热特性进行详细的模拟计算, 分析比较了不同热流密度加载方式对收集极温度分布的影响。采用非均匀热流加载方式探究了水温和流速对收集极温度的影响, 并对收集极的散热翼片的数目和尺寸进行了优化, 最终得出了比较理想的结构。模拟结果优于经验值, 说明了所用模型和方法的正确性。