目前采用坩埚下降法生长的弛豫铁电单晶为圆柱状晶体, 无自然结晶面, 晶体在切割加工前必须进行三维定向。本文提出了一种利用粉末X射线衍射仪和X射线定向仪确定铁电单晶三维方向的简便方法。通过粉末X射线衍射仪确定任意切割晶面的最强衍射峰, 然后利用X射线定向仪确定最强衍射峰准确的切割面, 再通过X射线定向仪确定两个晶面的交线方向, 从而获取晶体的三维方向, 进而指导晶体切割加工。使用该方法对Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3铁电单晶进行三维定向, 结果证明该定向方法具有准确度高、效率高、操作方便、晶体损耗少的特点。该方法也适用于其他晶体材料的定向。

为探索单周期或亚周期的强场太赫兹脉冲抽运下各种材料的非线性光学响应，基于铌酸锂（LiNbO₃）晶体，采用飞秒脉冲倾斜波前技术，获得了单脉冲能量为2.6 μJ、峰值场强为632 kV/cm的强太赫兹脉冲输出，并在该辐射源的基础上搭建了太赫兹抽运-光探测系统。利用该系统研究了硒化镓（GaSe）晶体的非线性光学响应，观测到亚周期的太赫兹脉冲诱导的光学双折射，其引起的相位变化与普克尔斯效应和克尔效应相关。研究结果为强场太赫兹抽运下介质的非线性效应分析提供了思路，为材料的电光系数和非线性折射率系数的测定提供了借鉴。

在明确发光二极管（LED）器件输出动态光通量、负载电功率、发光效率、热功率系数之间关系的基础上，将理论模型拓展至包含LED驱动控制器的参数（频率、增益系数、电压幅值）以及散热器温度，从而通过调节LED器件参数以及驱动特性，控制白光LED照明系统最佳工作点的范围，进而分析照明系统闪烁指数、闪烁百分比、电压幅值、频率和LED光源参数之间的内在规律。提出一种基于纹波特性的白光LED器件动态光通量特性理论模型，该理论模型可准确预估白光LED照明系统在不同纹波特性下的动态照度变化、闪烁指数、闪烁百分比。通过测试不同工作条件下LED照明器件的照度、闪烁指数以及闪烁百分比，并与计算值进行比较，二者的平均误差为7.1%，计算结果和测量结果具有良好的一致性，证明了所提出的基于纹波特性动态及稳态光通量模型的有效性。由测试结果可知，LED光源在不同工作条件下闪烁指数以及闪烁百分比发生明显变化，这意味着需要通过合理地控制LED光源和驱动系统的参数，使照明系统的闪烁指数和闪烁百分比变化最小，从而满足IEEE国际标准对闪烁效应的要求。

抗氯离子侵蚀能力的强弱对水泥基材料服役寿命长短有着关键性的影响。本文研究了不同氧化石墨烯(GO)掺量(0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,质量分数)在干湿交替氯盐环境下对水泥砂浆抗氯离子侵蚀性能的影响, 分析了不同GO掺量下自由氯离子浓度与水泥砂浆抗氯离子侵蚀性能之间的关系, 并利用扫描电子显微镜从微观角度分析水泥砂浆的抗侵蚀性能。结果表明: GO能显著提高水泥砂浆的抗氯离子侵蚀能力, 最佳掺量范围为0.04%~0.06%; 在同一钻孔深度处, 水泥砂浆内的自由氯离子浓度随着GO掺量的增加先降低后升高; GO能有效调节水泥砂浆的微观形貌, 减少内部孔隙产生, 密实结构, 提高水泥砂浆抗氯离子侵蚀能力。

Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT)由于具有优异的综合性能而成为应用最广泛的压电陶瓷。之前研究工作证明了与直流极化(DCP)和交流极化(ACP)相比, 采用交流极化和直流极化相结合的方法能进一步提高弛豫铁电单晶材料的压电性能。本工作报道了直流极化、交流极化和交流极化+直流极化后PZT-4压电陶瓷的介电性能和压电性能, 探究了直流极化、交流极化和交流极化+直流极化的最佳极化条件。在最佳交流极化+直流极化条件下, PZT-4 压电陶瓷的压电常数(d33)为350 pC/N, 相比直流极化(305 pC/N)、交流极化(320 pC/N)分别提高了15%和9%。交流极化后的PZT-4陶瓷样品的应变值(0.08%)高于进行直流极化样品的(应变值0.05%), 表明交流极化可以有效提高PZT-4陶瓷的应变值, 但是交流极化后应变曲线的滞后增大不利于器件应用, 交流极化对硬性压电陶瓷的影响还需要进一步探讨。

弛豫铁电单晶Pb(In1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PIN-PT)相较于常用的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)具有更高的居里温度, 在高稳定性、高性能的传感器、换能器方面具有应用前景。本工作采用谐振法研究了［001］方向极化的0.66PIN-0.34PT铁电单晶的全矩阵机电性能参数。0.66PIN-0.34PT 单晶的三方-四方相变温度(TRT)约为160 ℃, 居里温度(TC)约为260 ℃, 室温压电系数d33、d31、d15分别为1 340 pC/N、-780 pC/N、321 pC/N, 介电常数εT33、εS33、εT11、εS11分别为2 700、905、2 210、1 927, 机电耦合系数 k33、k31、k15、kt分别为 87%、58%、38%、61%。其纵向压电常数(d33)和纵向机电耦合系数(k33)小于 PMN-PT 单晶, 但是横向压电性能(d31)和剪切压电性能(d15)都略高于PMN-PT单晶。另外, 研究了机电耦合性能随温度的变化趋势, 发现0.66PIN-0.34PT单晶在150 ℃以下有较好的温度稳定性。

为了满足使用激光去除毛刺的工艺要求, 现设计一种激光头结构, 介绍了激光去毛刺的工作原理, 系统组成, 利用中间激光聚焦能量切除大毛刺, 圆环光斑能量将切割后的剩余部分融成圆角。去毛刺激光头结构包括聚焦镜、圆台镜、抛物面镜, 激光束其中一部分经过聚焦镜聚集为第一激光束, 其余部分则先后经圆台镜和抛物面镜反射而形成投射, 在第一激光束周向外侧形成环形的第二激光束。这样能够在待加工工件上投射形成不同功率密度与直径的环形光斑区域, 利用高能量密度对毛刺进行激光去除, 同时对大毛刺去除过后形成的小毛刺在激光扫描去除时进行一次性去除。

针对传统电路板集成方式的局限性,提出基于飞秒激光的覆铜板线路成形技术。采用飞秒激光对覆铜板进行单因素实验和正交实验,结果表明,在激光功率、频率、扫描速度、扫描次数以及离焦量等因素中,扫描次数对刻蚀深度和表面粗糙度的影响最大,激光频率的影响最小;采用优化后的激光参数进行刻蚀,可以将表面铜层完全除去,得到高质量的刻蚀区域而不伤及底层基材。