非晶碳是一类无序碳材料，通常表现出与晶体碳材料不同的机械、电学、光学和热学性能。探索高性能的非晶碳材料一直是研究热点。本工作报道了一种类洋葱结构基元构成的高强非晶碳，这种非晶碳是由高温高压(1 700 ~2 000 ℃、6 GPa)处理碳黑获得的，表现出优异的机械性能。性能最佳样品的纳米压痕硬度、压痕弹性回复率、单轴压缩和抗折强度分别高达5.1 GPa、80.1%、956.4 MPa和216.0 MPa，其中，压缩强度和抗折强度分别是日本东洋炭素ISO-68型石墨的5.6倍和2.8倍。这种非晶碳还具有良好的导电性，其室温电阻率可低至75.7 μΩ·m。这种高强导电的非晶碳可以作为电极材料、模具材料被广泛应用。

设计了一种分光测色仪，使用氙灯作为分光测色仪的测量光源，设计机械结构调整紫外部分的能量在整个氙灯发光强度中的比例。使用荧光物质比例确定的标准色板作为标准物质对仪器和标准仪器进行校准。设计算法对照明光源进行修正，使得照明光源的紫外光谱辐射强度和标准仪器一致，进而降低台间差。此外，设计了实验对方案效果进行验证。未应用所提方案的仪器在CIELAB均匀颜色空间中：测量无荧光材料颜色台间差ΔE_ab的最大值为0.88，平均值为0.44；测量有荧光色台间差ΔE_ab的最大值为13.69，平均值为3.46。应用所提方案后仪器在CIELAB均匀颜色空间中：测量无荧光色台间差ΔE_ab的最大值为0.88，平均值为0.38；测量有荧光色台间差ΔE_ab的最大值为3.88，平均值为1.04。实验结果证明，使用所提方案可以较好地提升不同仪器之间对荧光色测量的台间差水平。

采用机械按键编程方式的直流稳压电源存在按键易磨损、电路构成复杂等问题。为解决上述问题, 设计了一种基于STM32F7的可编程数字电源TFT液晶屏触摸显示系统。该系统的硬件由STM32F7处理器、TFT液晶触摸屏、SDRAM芯片、电源模块组成, STM32F7用于驱动TFT液晶屏, 并通过LTDC扩展外部SDRAM作为显存, 电源模块为显示屏提供背光电压。软件利用FreeRTOS实时操作系统管理调度系统任务, 并利用emWin进行图形界面设计, 采用DMA方式读取数据。该显示系统电路简单, 显示性能稳定可靠, 可对电源系统进行触摸控制。实验结果表明: 该系统显示效果清晰, 控制响应快, 能对电源系统进行实时控制和监测显示。该系统利用TFT触摸屏实现了可编程电源的人机交互功能, 为TFT触摸屏在电源领域的应用提供了参考。

采用半透明的镁银合金阴极成功制备了直流驱动的绿光透明有机电致发光器件, 并在此基础上, 提出利用半透明的镁银合金中间连接层连接两个发光子单元的新型器件结构, 从而成功实现了交流驱动的绿光透明有机电致发光器件。在铟锡氧化物和镁银合金两侧的出光方向上, 器件的光谱完全一致, 最大亮度分别达到1 374 cd/m2和283 cd/m2, 最高效率分别达到26.1 cd/A(8.1 lm/W)和3.5 cd/A(1.7 lm/W), 铟锡氧化物一侧的性能较好是由于铟锡氧化物电极和镁银合金中间连接层的透过率不同形成的。在低频交流电驱动下, 器件的两个发光子单元交替发出绿光; 而在高频交流电驱动下, 由于人眼无法分辨交替点亮时的闪烁, 两个发光子单元对于人眼而言则是同时且稳定地发出绿光。

为了满足远距离目标捕获的需求, 提出了一种单镜头大视场拼接成像方法, 设计了实验样机对其进行验证, 对样机的成像特性进行了分析。介绍了样机的结构设计和相机曝光控制流程, 然后根据该成像方法通过控制相机连续圆锥旋转实现大视场成像的特点, 分析了样机成像的像移特性及样机结构运动精度对子图像正确拼接的影响, 最后设计了在样机运转过程中使相机准确对子视场曝光的控制参数。实验中将样机参数代入分析结果进行了计算, 得出了成像的像移大小, 并对由相机运动误差导致的子图像拼接偏差进行了校核。计算得出了相机的曝光控制参数, 最终获得了拼接正确的大视场图像。通过对实验样机的成像特点进行分析, 为该单镜头大视场拼接方法在激光对抗系统中的工程应用奠定了基础。

在远距离目标轨迹测量系统中, 当前的长焦相机由于CCD尺寸限制一般视场角度较小, 无法实现对目标的可靠捕获。在对比当前的几种大视场拼接成像方法后, 针对远距离目标测量系统的要求提出了一种通过控制单个相机进行圆锥旋转来模拟4相机阵列实现大视场成像的方法。设计了实验样机对该方法进行验证。首先根据该成像方法设计了相机运动控制方案和相应的机械结构, 然后设计了相机的触发控制以及图像数据的传输和处理流程, 最后使用该样机进行了实验。实验中样机经校准后采集到了相对位置正确的子视场图像, 并拼接获得了大视场图像。使用视场角度为1.02°的小视角相机, 实现了4个有一定程度重合的子视场2×2拼接, 最终获得了1.93°的大视角。该方法为远距离目标测量系统中的目标捕获子系统设计提供了新思路。

采用核壳结构的绿光CdSSe/ZnS量子点成功制备了顶发射绿光量子点器件, 并详细研究了它的光电特性。与具有相同结构的底发射器件相比, 顶发射器件在亮度、效率、色纯度、光谱的电压稳定性上都得到了显著提高。在相同电压7 V下, 尽管底发射具有更大的电流密度, 但亮度仅为831 cd/m2, 而顶发射器件的亮度则可达到1 350 cd/m2, 并且顶发射器件的最高亮度可达到7 112 cd/m2。在效率上, 顶发射器件的最大电流效率可达6.54 cd/A,远大于底发射器件的1.89 cd/A。在光谱方面, 在底发射器件中出现的红蓝部分的杂光在顶发射器件中完全被抑制, 而且顶发射光谱的半高宽显著窄化, 具有更高的色纯度。当电压从4 V变化到9 V时, 顶发射器件光谱始终保持稳定, 色坐标移动仅为(－0.005, －0.001)。 结果表明, 顶发射结构有利于提高量子点器件的亮度、效率、色纯度以及光谱的电压稳定性。

为了提高自动光学检测系统检测彩膜质量的准确率，降低误判,通过分析由红绿蓝三色组成矩阵结构和Line CCD获取的彩膜图像特征，在五点周期比较检测的基础上设计一种彩膜缺陷的检测方法。该方法通过对彩膜的机械与光学对位后，通过五点比对进行缺陷的检测。Line CCD从红绿蓝3个不同的区域获取不同的灰阶值，分别设置3个区域的灰阶值范围和该区域的判定阈值；最后根据缺陷与正常点灰阶差值的不同对缺陷进行分类，赋予相应的缺陷代码。基于以上3个步骤，实现对整张彩膜的缺陷检测。实验结果表明，采用五点比较、分区检测和缺陷分类相结合的方法，缺陷检出的准确率可以提高至99.6%以上。

针对采用TEM小室或GTEM室校准测试时从输入端获取信号的需求，设计了一种同轴型脉冲电压探头；该探头为微分型输出，采用数值积分可获得脉冲电压波形；其灵敏度系数可调。仿真分析了不同结构探针对探头内部电场峰值分布及对端口特性阻抗的影响，对采用尖针形探针的同轴脉冲探头进行了实验验证，得到了其频域响应曲线和灵敏度系数，分析了灵敏度系数随探针到内导体中心距离变化的规律。仿真和实验结果表明，同轴脉冲探头内嵌的探针采用尖针形时，对端口特性阻抗的影响及内部电磁场的扰动都很小，可满足ns级瞬变脉冲测试校准需要。