为监测在役混凝土结构在使用过程中的内部缺陷程度变化并定位缺陷位置, 本文探索一种基于应力波的探测方法并进行试验研究, 将压电传感器(PZT)以阵列形式安装在混凝土表面, 将混凝土划分为不同区域, 阵列中的一个传感器发射波, 另一个传感器接收波, 采用扫频模式和五峰值脉冲模式对混凝土不同区域进行监测。试验结果表明, 当应力波通过待监测区域时, 由于混凝土内部存在缺陷, 应力波幅值衰减, 波能降低。为了量化混凝土结构内部缺陷程度, 构造基于接收信号的能量指数和损伤指数, 并分别建立其与缺陷程度的函数关系, 依据不同区域能量指数和损伤指数差异, 确定混凝土内部缺陷存在的区域。试验结果与试件实际情况相吻合, 验证了本文采用压电传感器监测混凝土内部缺陷的可行性。

为充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽，提高光学相关识别系统的速度和精度，提出一种基于多通道联合变换相关器和综合鉴别函数的旋转和缩放不变性目标识别方法，并将峰值位置变化标准差作为识别判据。首先，分析以局域峰值杂波均值为相位优选约束条件时存在的问题，提出新的相位优选约束条件——峰值位置变化值，用于选择一定旋转和缩放范围内目标的公共相位，将公共优选相位用于多通道联合变换相关器并结合综合鉴别函数实现了旋转和缩放不变性识别；然后，分析了当目标缩小或综合鉴别函数集成训练图像数量增加时系统的识别容限；最后，分析了场景图像中背景发生变化时所提方法的适用性。研究结果表明，在设定的图像尺寸和背景复杂度条件下，所提方法能够在9通道并行处理的前提下对目标缩小60%、综合鉴别函数集成9幅图像的旋转和缩放目标进行有效识别，且对像素数变化不超过50%的背景具有较好的适应性，提高了目标识别的速度和精度，对多通道光学相关器的实用化具有重要意义。

为了充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽,提高光学相关识别技术的并行处理效率和识别准确度,提出了基于功率谱压缩-平移算法的多通道联合变换相关识别方法,该方法将峰值位置变化的标准差作为相关识别的判据。在输入空间光调制器的不同区域加载场景图像和N幅参考图像,然后在图像上分别叠加经迭代算法优化的相位模板,使得场景图像的傅里叶谱和每一幅参考图像的傅里叶谱在频谱面的不同空间区域相干叠加。调节相位优化算法的约束参量,使得每个通道的联合变换功率谱互不干扰,可实现N个通道的并行处理。分析了不同优化相位的傅里叶谱的局域峰值杂波均值和相关输出的峰值位置变化标准差之间的关系,并将其作为相位优选的依据。研究结果表明,在所提实验和数值模拟参数条件下,多通道联合变换相关识别系统可以在不增加经典相关识别系统复杂度的前提下,实现16通道的并行处理,这对光学相关器的实用化具有重要意义。

针对激光熔覆过程, 建立FLUENT三维瞬态熔化-凝固模型, 研究由表面张力梯度引起的Marangoni流对熔池温度、温度梯度、熔体冷却速率和流动行为的影响。研究结果表明, 激光熔覆区域的温度场基本呈椭圆形分布, 且在Marangoni流影响下, 熔池内温度、温度梯度和冷却速率均低于无Marangoni流影响下的温度、温度梯度和冷却速率。同时, 在Marangoni流影响下, 熔池表面的熔体流向为径向向外, 形成两个方向相反的涡流, 并在表面引发流速奇异双峰现象, 即熔池中心流速最小而两侧流速最大。随着熔池深度的增加, 流速奇异性逐渐消失。

在DZ125L 定向基材上进行激光直接成形同种材料的定向生长修复，对修复后的DZ125L 熔覆组织进行了微观分析和常温力学性能测试，并对熔覆组织与定向基材的结合面强度进行了测试。结果表明：激光直接成形DZ125L的组织为外延生长的柱状晶组织，其一次枝晶间距为8~12 μm，二次枝晶退化，热处理后柱状晶尺寸增大为30~90 μm，柱状晶基体上析出大量均匀分布的γ′强化相；沉积态柱状晶组织的纵向抗拉强度为1312 MPa，延伸率为5.27%，热处理后柱状晶组织的纵向抗拉强度降低为1201 MPa，延伸率达到6.69%，均满足国家标准；熔覆层柱状晶组织与定向基材的结合面力学性能良好，定向生长满足使用要求。

激光金属成形是国内外增材制造领域的重要研究方向之一,然而金属成形件的内部容易产生气孔等缺陷、熔覆层组织成分不均匀、试件容易变形开裂,这些问题制约了其在航空航天、生物医疗、能源、化工等领域的应用步伐。借鉴超声振动在铸造、焊接领域中的除气、细化晶粒、均匀组织成分、减小残余应力的作用,超声振动被引入到激光金属成形系统中,以获得高性能的金属成形件。介绍了超声振动在激光金属成形中的研究现状。

叉指数优化选择是传统MMSE-Rake(最小均方差Rake接收机)算法的重要组成部分, 广泛应用于UWB(超带宽) Rake接收机中。为了提高在低速传输条件下UWB系统对多径信号接收的快速识别能力, 提出了一种基于优化抽头系数的MBER(最小误比特率)改进算法, 该算法可在不降低多径分辨率的前提下, 通过简化Rake叉指数实现快速定位。仿真结果表明, 在低速CM3(NLOS信道)和CM4(特殊情况下NLOS信道)多径模拟信道传输条件下, 改进后的算法在性能上优于传统MMSE-Rake算法, 不仅降低了Rake接收机的复杂度, 还提高了信号接收的实时性。

研究和开发基于超短波和低能量激光系统的高振幅、 宽频带的太赫兹系统一直是太赫兹应用领域的一个热点。与传统电光晶体材料相比, 以电光聚合物薄膜作为太赫兹波产生和检测的最大的优势在于: 一方面电光聚合物不具有晶格结构相应的不存在声子的吸收和太赫兹折射率的散射问题, 避免光谱间隙的产生; 另一方面电光聚合物薄膜与已用于宽频太赫兹系统中的超薄电光晶体材料相比, 更易于加工和处理。另外, 可以自行设计得到低相位失配和高电光系数的电光聚合物材料, 得到高效率和宽频带的太赫兹辐射源。可以预见, 电光聚合物在这一领域的应用必将有宽阔的发展空间和学术研究意义。介绍电光聚合物的电光效应及二阶非线性生色团合成等相关理论问题基础上, 综述了近二十多年来, 电光聚合物在基于全光技术实现太赫兹波产生与检测系统中的研究进展, 主要包括: 掺钛蓝宝石飞秒激光激发下, 共聚型和主客体型电光聚合物实现太赫兹波产生与检测; 光纤飞秒激光激发下, 主客体型电光聚合物实现太赫兹波的产生与检测。

利用热激电流(TSC)技术测量了聚合物光折变材料聚乙烯咔唑(PVK)的退极化电流曲线, 获得了热激弛豫过程的活化能。发现聚乙烯咔唑材料的热激退极化电流曲线共有两个峰, 低温峰位于338 K,对应的活化能约0.6 eV, 高温峰位于417 K, 对应的活化能范围在0.53～1.00 eV, 在0.77 eV处呈现最大值, 陷阱密度极大值为5.7×1013 cm-3。同时证明了低温峰是源于偶极子退取向弛豫,高温峰则来自于陷阱中空穴的热释放。