深入研究了宽谱入射光的吸收、光生载流子产生，以及光生载流子的输运和复合的物理过程，提出在pin半导体结中设置若干不同能量带隙的半导体层。通过这些不同能量带隙半导体层调节不同波长入射光的吸收区域，并利用偏置电压控制不同区域光生载流子的传输和复合，进而改变探测器的光谱响应特性。根据研究结果，如果设置4层带隙梯度分布的本征层，不同偏置电压下探测器光谱响应曲线的Pearson相关系数从0.99下降到0.68，为后续的探测器光谱重构提供了有效的宽谱探测数据。

针对传统三相三电平逆变器在较小占空比模式下输出电压纹波较大的不足，提出了一种新的双重控制策略。该策略通过控制直流母线电压大小与逆变器的占空比，从而实现对输出直流电压较大范围内的可控调整。建立200 kV/15 A的逆变型直流高压电源MATLAB/Simulink系统仿真模型，采用上述控制策略，实现了输出电压分别为200 kV和20 kV时，纹波均小于±1%，验证了新型控制策略在输出电压宽范围情况下，输出电压纹波能够满足负载要求。

本文针对液晶透镜在变焦眼镜方面的应用，研制完成了具有取向转换膜的偏振无关的模式控制液晶透镜。首先通过仿真，论证了采用取向转换膜实现偏振无关的模式控制液晶透镜的可行性，接着在实验中研究并优化了取向转换膜的制备参数，最后完成了偏振无关的液晶透镜的制备。测试结果表明，8 mm孔径大小的液晶透镜具有偏振无关的特性，同时具有变焦调节特性，实现了0~1.590 D的屈光度调节。

液相等离子体是冷等离子体的一个新分支，具有温度低、传质传热快、常压操作、反应活性高等特点。基于液相等离子体的过程强化技术在纳米材料制备、挥发性有机物降解、杀菌消毒、化学合成等领域有广泛的应用前景。以液相等离子体中纳米材料的制备为研究对象，介绍了反应体系可能存在的活性粒子、检测方法和反应机理；对常见的反应器结构进行归纳整理，按照放电是否在电解液内部进行将其分为非浸没式和浸没式液相等离子体两大类，并列举了几种典型的反应器结构；介绍了几类利用液相等离子体技术制备纳米材料的典例，并对该领域的研究现状做了总结；对该领域亟需解决的问题与发展方向进行讨论与展望。

The hole injection capability is essentially important for GaN-based vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) to enhance the laser power. In this work, we propose GaN-based VCSELs with the p-AlGaN/p-GaN structure as the p-type hole supplier to facilitate the hole injection. The p-AlGaN/p-GaN heterojunction is able to store the electric field and thus can moderately adjust the drift velocity and the kinetic energy for holes, which can improve the thermionic emission process for holes to travel across the p-type electron blocking layer (p-EBL). Besides, the valence band barrier height in the p-EBL can be reduced as a result of usage of the p-AlGaN layer. Therefore, the better stimulated radiative recombination rate and the increased laser power are obtained, thus enhancing the 3 dB frequency bandwidth. Moreover, we also investigate the impact of the p-AlGaN/p-GaN structure with various AlN compositions in the p-AlGaN layer on the hole injection capability, the laser power, and the 3 dB frequency bandwidth.

嫦娥五号探测器成功实现了我国首次地外天体采样返回，利用表取采样方式顺利完成了月面多点样品采集工作。根据嫦娥五号探测器特点，阐述了表取采样工作过程，分析了斜侧安装的监视相机可视覆盖区域，并形成了适应于光照不均匀、纹理高度相似场景的月面三维数字重构流程。然后，结合表取采样机械臂与器表设备构型布局情况，构建了表取采样可达约束条件，进行了可视可达区分析。并针对任务采用的一类大尺度采样器，提出了数字仿真分析与物理实物验证相结合的采样点确定方法。嫦娥五号月面工作期间，利用该方法通过分析、仿真与物理验证，实现了平均精度优于1 cm的物理地形重建，确定了周向安全间距不小于15 cm、纵向安全间距不小于2 cm的采样点族，结果表明该方法确定的采样点正确、安全，有效支持了嫦娥五号表取采样活动。

多绕组干式整流变压器作为托卡马克装置加热系统中高压电源的一个重要设备，其性能优良与否直接关系到高压电源的输出品质。开展变压器的功率损耗与散热分析研究，减少变压器因温度上升造成的性能影响，对保证变压器的良好工作状态是十分重要的。通过MATLAB对干空气下的比热容、传热系数等热物理性质与温度的关系进行拟合分析，得到相关的关系方程，对变压器的对流传热与热辐射进行分析计算，得到仅在空气自然对流和热辐射的情况下，不能使变压器的温度控制在满足性能的温度范围之内。在强迫空气对流的情况下，实现了变压器良好的散热。进一步利用ANSYS对变压器的温度场分布进行分析，利用温度场的分布趋势图观察强迫风冷相对于自然冷却的优点，强迫风冷降低了整体的温度，使热量更快地散发到周围大气中，减少了变压器受高温的危害。