黑沟矿区露天台阶爆破采用连续装药结构，爆破后大块率高，二次破碎工作量大，严重影响矿山后续铲装作业效率。基于爆破模拟软件JKSimBlast中露天开采2DBench模块，开展露天爆破装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料，保持炮孔深度17.5 m和装药长度10 m不变，以空气间隔器长度、中间间隔位置为研究对象，以大块率为评价指标，设计两因素五水平共计25组全因素组合实验。模拟结果表明空气间隔长度相同时随着间隔位置下移，爆破大块率先减小后又增大，存在一个最佳间隔位置。间隔位置相同时随间隔长度增大大块率先减小后增大，进而确定最佳间隔长度2 m与最佳间隔位置距离孔口11.5 m。最后，基于优化结构在5个不同爆破区域开展现场工业试验，选取区域3优化前后爆堆照片作为参考组，利用SplitDesktop 爆破分析软件进行数据处理，得到5个区域优化前后大块率并进行比对，结果显示优化后的装药结构爆破后大块率平均降低9.24%，优化后的间隔装药结构有效改善爆破效果，为露天矿装药结构选择和优化提供有益借鉴。

爆破过程研究对于降低矿山成本，提高矿山效益具有重要作用。针对当前基于现场工业试验开展爆破效果研究周期长、工作量大、成本高，LS-DYNA等爆破模拟软件要求使用者具有较强的专业知识和力学功底等问题，论文介绍了爆破分析软件JKSimBlast功能组成，分析了露天爆破模拟模块2DBench应用流程，研究了露天矿爆破模拟分析中的块度分析模型选择、岩体损伤分析参数来源及效果评价两项关键技术及解决办法，依托某露天矿3730 m台阶开展爆破工业应用。根据爆区实际，采用5.5 m×8 m孔网参数；采用填塞7 m、装药3 m、间隔3 m、装药4.8 m的分段装药结构和填塞7 m、装药10.8 m的连续装药结构；采用425 ms孔内延时时间、17/25/42 ms地表延时时间进行爆破模拟，模拟结果表明：矿山现行爆破参数大块率高，坡顶面破碎均匀度较差，且大块趋于爆堆前端，分析原因是炮孔上部填塞长度过长。软件分析结果与现场块度分析一致，与现场观测现象吻合，表明JKSimBlast软件模拟结果可靠，用于露天矿日常爆破设计与分析可行。

微光像增强器是微光夜视技术的核心器件, 决定了整机的视距、清晰度、使用寿命等关键性能。详细分析了光纤面板、倒像器、纤维光锥、微通道板等微光像增强器核心材料的原理、特性及发展趋势, 展望了微光夜视技术的发展方向。

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:GdVO4晶体在激光二极管阵列双侧抽运时的导热微分方程。通过方程求解,得到平板Nd:GdVO4晶体内部温度场分布的解析式和热形变分布。温度场和热形变场的数值模拟表明,当抽运光平均功率为10 W,抽运区域为1 mm×1 mm时,4组激光二极管阵列光源在3处不同位置的一维温度场、二维温度场分布和热形变量有很大差异;3处抽运光源位置所产生的温度分布和热形变量对比,得到了抽运光源在位置 1,2 处所产生的温升和热形变量相对较小,位置3处最大。

以各向异性半解析热分析理论为基础，研究矩形横截面Nd∶YVO4激光晶体在有第三类热边界条件工作时，激光晶体温度场分布和晶体抽运面热形变分布.通过激光晶体工作特点分析，建立符合激光晶体工作状态的热模型.利用各向异性介质热传导方程的半解析求解方法，得出了矩形截面Nd∶YVO4晶体的温度场、端面热形变场的通解表达式.研究结果表明：当使用输出功率为15 W半导体激光器端面中心入射Nd∶YVO4晶体（晶体掺钕离子质量分数为0.5%）时，在抽运端面中心获得499.5 K最高温度和0.99 μm最大热形变量.和将第三类热边界条件近似为第二类热边界条件的通用做法相比更准确.这种方法可以应用到其它激光晶体热问题研究中，为有效解决激光系统热问题提供了理论依据.

应用等离子体发射光谱法， 用CCD(charge coupled device)光栅光谱仪记录并标识了脉冲电晕甲烷等离子体370～1 100 nm的发射光谱， 确定了常温常压下高纯甲烷(99.99%)经100 kV, 100 Hz脉冲高压电离后的产物为H， C+， CH， C， C2， C3, C4， C5和烃等。 通过分析实验检测到的甲烷等离子体发射光谱， 给出了甲烷经脉冲高压电离形成电晕等离子体的机理和自由基CHn(n=3， 2， 1)、 碳、 烃等产物的电离途径。 结果显示甲烷分子经高能电子非弹性碰撞后脱氢程度很高， 大量氢原子及其离子和甲烷自由基在进一步被高能电子作用下合成了烯烃、 炔烃、 烷烃和高聚碳化物。 实验所获得的脉冲甲烷等离子体发射光谱及其机理分析可为甲烷及其转化研究提供相关依据。

在解析热分析理论的基础上, 建立了平板Nd∶LuVO4激光晶体在激光二极管阵列侧面抽运时的导热微分方程。通过对方程的求解, 得到了Nd∶LuVO4晶体内部温度场解析式, 热形变场分布、温度场和热形变场的数值模拟表明, 当抽运光功率为40 W, 抽运区域为1 mm×4 mm时, 晶体在x方向的最高相对温升为11.63 K, y和z方向的最高温升为11.00 K；在x, y, z三方向上的热形变量分别为0.050 μm, 0.034 μm和0.48 μm。 这一结果可为Nd∶LuVO4激光器设计提供理论支持。

以半解析热分析理论为基础, 研究了超高斯分布激光二极管(LD)端面抽运背冷式方形Nd∶GdVO4微片晶体的热效应。通过对激光晶体工作特点的分析, 建立热模型, 利用新的热传导方程求解方法, 得出了背冷式方形Nd∶GdVO4微片晶体内部温度场、热形变场的半解析计算表达式。研究结果表明, 当使用输出功率为700 W的LD(超高斯阶次为4)端面中心入射背冷方形Nd∶GdVO4晶体(晶体掺钕原子数分数为1.2%)时, 在抽运端面中心获得69.6 ℃最高温升和74.1 nm最大热形变量, 与实验结果一致。得出的方法可以应用到其他激光晶体热问题研究中。

用CCD (Charge Coupled Device)光谱仪记录并标识了脉冲电晕氢等离子体370～1100nm的发射光谱.通过与非相对论修正的氢原子能级理论计算值和标准数据库比较,巴耳末系测得5条,帕邢系测得14条.其中包括帕邢系的821.334nm(ni=99),821.838nm(nI=77),823.651nm(nI=49),826.709nm(nI=35)和834.655nm(nI=23)等.通过发射光谱线相对光强比较,656.318nm处激发最强,其次为486.050nm和844.524nm,激发最弱的为397.133nm.

以半解析热分析理论为基础,研究超高斯分布激光二极管(LD)端面抽运背冷式微片Nd:YAG晶体的热效应。通过对超高斯分布激光二极管端面抽运背冷式微片Nd:YAG晶体工作特点分析建立热模型,利用热传导方程新的求解方法得出微片Nd:YAG晶体内部温度场、热形变场、附加光程差(OPD)半解析计算表达式; 利用附加光程差得出微片Nd:YAG晶体的热焦距计算表达式。研究结果表明,当使用总功率为24.2 kW,10%占空比4阶超高斯分布激光二极管抽运时,微片上获得70.36 ℃最高温升,0.465 μm最大热形变,0.836 μm最大附加光程差。