针对大尺度超振荡平面透镜(SOL)的实际应用,基于严格的矢量角谱理论定量研究了多种典型制造误差对大尺度SOL聚焦性能的影响规律。理论计算结果表明:横向环带制造误差对振幅型SOL(金属膜)和相位型SOL(介质层)聚焦性能的影响规律基本一致,环带中心位置偏差主要影响SOL的聚焦焦距,环带宽度偏差主要影响SOL的聚焦光斑分布;±150 nm范围内的位置偏差和宽度偏差是大尺度SOL各环带的最大制造允许公差;对于相位型SOL,纵向刻蚀深度偏差主要影响聚焦光斑的强度,π相位差对应的聚焦光斑强度最大;为使相位型SOL聚焦光斑保持较高强度,应使介质层刻蚀深度对应的相位调制量保持在(0.8~1.2)π的范围内。

尝试采用脉冲电晕放电作为离子迁移谱仪中的放射性离子源以简化离子迁移谱仪结构。研究了脉冲电晕放电的特性，测量了单次脉冲电晕放电产生的正离子数，以及正离子数与高压脉冲的关系，正离子数与电极间距的关系以及在不同针尖曲率半径下，正离子数随高压脉冲的变化。确定脉冲电晕放电离子源的各电极参数后，设计了脉冲电晕放电离子源及相应的离子迁移谱仪主体结构。最后，利用自行设计的离子迁移谱仪，探测了空气中反应物离子H+(H2O)n的迁移谱。结果显示：离子迁移谱的峰值对应时间为47.5 ms，峰值半高宽为7.5 ms，由此算出离子迁移谱仪的谱分辨率为6.33。实验验证了脉冲电晕放电作为离子迁移谱仪离子源的可行性。由于脉冲电晕放电结构极易采用微机电系统(MEMS)技术实现，其对应的迁移管和传统迁移管相比去除了离子门，简化了离子迁移谱仪的结构。

根据基于微流控芯片的组织液透皮抽取系统设计了一种小型化微创人体血糖检测仪器。该仪器基于微创的方法, 利用真空负压抽取人体组织液, 并采用表面等离子共振(SPR)技术, 通过检测皮肤真皮层组织液中的葡萄糖浓度来预测血液中的葡萄糖浓度。通过绑定对葡萄糖具有特异性吸附的D-半乳糖/D-葡萄糖结合蛋白(D-GGBP), 对SPR传感器表面进行预处理, 实现对葡萄糖分子的特异性吸附。实验配制了不同浓度的葡萄糖溶液, 检测并得出葡萄糖溶液浓度与折射率的关系曲线。应用课题组设计的微创血糖检测仪, 实验测量了葡萄糖溶液浓度与组织液浓度, 并与血糖仪测量得到的葡萄糖溶液浓度进行了比较。结果表明, 使用GGBP修饰过的表面等离子共振传感器测量葡萄糖水溶液浓度的下限为0.625 mg/dL, 当葡萄糖水溶液浓度在0.625~5 mg/dL时有较好的线性。通过测试实验验证了该仪器的可行性, 显示了结合GGBP蛋白的SPR测量技术在微创血糖检测领域有良好应用前景。

氧碘化学激光(COIL)(波长1.315 mm)辐照纯铝表面，激光束斑直径为6 mm，功率密度为10～20 kW/cm2，材料表面在激光能量作用下瞬间发生熔化。以傅里叶热传导模型为基础，利用ANSYS对化学激光与铝相互作用的过程进行模拟，得到了熔池的形貌特征及相关的温度时间关系曲线。对不同功率密度激光作用的模拟结果进行分析，并求解了纯铝熔化破坏的激光功率阈值。

采用中频孪生非平衡磁控溅射技术制备钛掺杂WO3薄膜。运用X射线衍射(XRD), 拉曼光谱、紫外分光光度计、计时安培分析仪和原子力显微镜(AFM)等测试手段分析了钛掺杂WO3薄膜的结构和光学性能。实验结果表明, 掺杂后的薄膜在相同的热处理条件下晶化程度降低, 晶粒细化, 离子抽出和注入的通道大大增多, 钛掺杂原子数分数0.051的着色响应速度提高, 循环寿命提高了4倍以上, 但着色后透射率下降。

采用先进的中频孪生非平衡磁控溅射技术,以金属钨为靶材,制备非晶态WO3电致变色薄膜。用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外分光光度计等测试手段分析薄膜的结构、表面形貌、成分以及透射光谱特性。研究了氧气流量比及热处理温度对WO3薄膜变色性能的影响。结果表明,中频孪生非平衡磁控溅射技术是制备WO3变色薄膜的一种有效方法;室温条件下沉积获得的原始态薄膜为非晶态WO3;提高氧气流量比和适当热处理温度能有效改善薄膜的电致变色性能。实验中在较高氧气流量比,200 ℃热处理条件下制备的薄膜在380～780 nm的可见光范围内着色态和褪色态平均透光率差值高达50%以上,表现出较好的电致变色性能。

在硅单晶(100)衬底上用热氧化法氧化一层SiO2做缓冲层,在高纯铝靶上镶嵌金属Yb,Er,然后用中频磁控溅射法制备了镱铒共掺杂氧化铝薄膜.讨论了靶电压及沉积速率随氧流量的变化的磁滞回线效应,分析得出了沉积氧化物薄膜的最佳氧流量.在室温下检测到了薄膜的位于1535nm的很强的光致发光光谱(PL),并在光学掩模下用BCl3离子束对薄膜样品进行刻蚀,得到条形光波导.