激光选区熔化（SLM）加工过程中的溅射形态随工艺参数变化，难以实现所有工艺参数下的溅射提取。基于传统阈值分割的溅射提取方法仅支持部分工艺参数且没有误差分析工作，处理结果不能反映真实溅射状态。基于高速摄像机采集的SLM过程溅射图像，提出一种强鲁棒性图像处理方法对其进行提取和处理。图像处理方法包含五个步骤，其中阈值分割过程基于最大熵阈值分割算法完成。结果表明，该溅射图像处理方法可准确提取多工艺参数下的溅射信息。当激光功率在100~150 W范围时，溅射面积和数量的变化取决于粉末熔化状态；当激光功率在150~200 W范围时，溅射面积和数量的减少由溅射叠加导致。

本文通过温度梯度法在5.5 GPa和1 300 ℃的条件下合成了硼、氮共掺杂金刚石单晶。随后分别在5.0 GPa，2 000 ℃和2 100 ℃的条件下对合成金刚石进行了高温高压(HPHT)退火处理。傅里叶红外光谱(FT-IR)测试表明高温高压退火后晶体内部单一替代形式的C心氮转变成了聚集态A心氮，且随着退火温度的升高A心氮的含量提高。晶体内部带正电荷的氮离子N+的含量并未受到退火处理的影响。经过高温退火后晶体内部出现了NV0和NV-色心，但是继续提高退火温度时NV色心消失。高温高压退火并未对金刚石晶体的结构及内应力产生明显的影响。高温高压退火处理后金刚石晶体的热稳定性能提高，其起始氧化温度、剧烈氧化温度以及质量急剧减少的温度点分别提高了65 ℃、55 ℃以及61 ℃。本文对高温高压退火处理应用到硼、氮共掺杂金刚石提供了指导。

为了获得性能优良的医学植入体, 需对热处理后的激光选区熔化(SLM)成型零件的性能进行研究。应用拉伸试验机和冲击试验机分别对成型件进行拉伸和冲击实验; 显微硬度计测试CoCrMo合金在不同条件下的硬度差别; 通过金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌进行观察, 研究其断裂机理。结果表明: 未处理的SLM成型件具有较高的抗拉强度, 1 200 ℃退火炉冷条件下具有较高的延伸率; 硬度随热处理温度的升高逐渐降低; 冲击功与热处理温度之间呈U型关系; 随热处理温度的升高, 成型件晶粒逐渐变大, 内应力逐渐变低; 1 200 ℃退火条件下的断裂机理为韧性断裂, 这为激光选区熔化成型CoCrMo 合金在医学植入体方面的应用提供了依据。

采用相位屏法模拟仿真, 对四拉盖尔高斯光束(Laguerre Gauss, LG)在大气湍流中传输时的闪烁性能进行了研究。结果表明: 与单LG光束相比, 四 LG光束可以降低光传输中的闪烁指数; 和外尺度相比, 内尺度对光束闪烁指数的影响较大; 光束的拓扑荷或者径向量子数越大, 四LG光束的闪烁指数越大; 当光束之间的距离取合适的值时, LG光束在大气湍流中的闪烁指数可取得最小值。

激光选区熔化（SLM）成型零件过程中常出现零件的翘曲变形，这与零件支撑的添加有关。因此，有必要对SLM成型零件支撑添加方式进行研究。通过对不同支撑结构SLM成型零件的成型效果进行研究，发现在相同支撑参数条件下，支撑片分割未倾斜支撑在成型零件时具有较好的成型效果；零件使用的支撑高度越高，零件越容易翘曲。通过优化支撑结构，发现采用分块0°倾斜导热支撑可以有效地减小零件的翘曲变形。这为SLM成型高精度零件提供了参考。

采用激光选区熔化（SLM）技术成型CoCrMo合金标准样件，并将SLM成型的CoCrMo合金和铸造CoCrMo合金分别与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）样件配副进行摩擦磨损实验。实验结果表明，在干摩擦、生理盐水、人工唾液和小牛血清4种润滑条件下，SLM成型的CoCrMo合金摩擦系数均小于铸造CoCrMo合金。另外，不同润滑条件下，SLM成型的CoCrMo/UHMWPE和铸造CoCrMo/UHMWPE的磨损机理不同。

应用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验并对实验前后零件称重以分析其在不同条件下摩擦系数和磨损率的变化；对零件实验前后表面组织和形貌采用金相显微镜和扫描电子显微镜分别进行观察以研究其磨损机理。结果表明，在干摩擦、氯化钠（NaCl）和人工唾液润滑条件下，SLM成型件正面的磨损率比铸造件分别低27.92%、21.15%和19.03%，比侧面分别低26.97%、10.88%和14.97%；SLM成型件与铸造件相比，表面组织更加均匀，基本无孔洞；在干摩擦下表现为磨粒磨损，在NaCl及人工唾液润滑条件下主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损。这些结论为SLM成型CoCrMo合金在医学植入体方面的应用提供了依据。

为获得具备良好力学性能和生物相容性的多孔植入体，需对激光选区熔化(SLM)成型CoCrMo 多孔结构进行性能分析。在电子万能试验机上沿零件加工的纵向进行压缩试验，应用分形插值理论分析相关参数对其压缩性能的影响。试验结果表明:变形主要以滑移为主；弹性模量和抗压强度随着孔隙率和平均孔径的增大而减小，随表面积体积比的增大而增大。正八面体和正六面体多孔结构孔隙率为55%~84%，平均孔径为0.51~0.99 mm，表面积体积比为2~4.2时，弹性模量都能满足要求。正八面体圆柱形多孔结构的性能比方形结构更加优越，正六面体方形结构的性能比圆柱形结构更好，为激光选区熔化成型多孔CoCrMo合金结构医学植入体的研制提供重要依据。

由于运动的复杂性, 传统的成像方法已无法满足机动目标成像的要求。在分析机动目标复杂运动引起目标回波多普勒相位非线性变化的基础上, 提出了一种基于自适应最优核时频分布(AOK TFR)理论的ISAR成像方法。通过计算回波数据不同距离单元的AOK TFR, 得到不同时刻目标的瞬态ISAR像, 且不受交叉项的影响；通过估计距离单元的瞬时多普勒频率并依此对成像时间段进行选择。仿真数据结果验证了该方法的有效性。

建立了组合梁与光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变传递的力学试验模型，得出组合梁结构实际应变与表面式光纤布拉格光栅传感器应变的关系。对影响表面式光纤布拉格光栅传感器平均应变传递率的影响因素进行了理论分析，得出胶接层弹性模量，胶接层的宽度以及光纤的粘贴长度对应变传递率影响较大，通过实验确定它们之间的最佳组合，为以后的实际工程应用提供了参考。