在大气环境中, 采用激光诱导击穿光谱技术与支持向量机算法相结合, 对来自不同厂家不同颜色的20种工业塑料进行分类研究。 首先对分类结果有影响的实验参数进行优化, 在最佳的实验参数条件下进行光谱采集, 采用6条非金属元素特征谱线, 有效缩短了训练支持向量机分类模型所需时间, 从而提高了塑料的分类效率。 实验结果表明, 利用碳、 氢、 氧、 氮等主量非金属元素对这些工业塑料样品进行分类, 测试集1 000个光谱数据中有996个识别正确, 算术平均识别精度达到996%。 在选取较少的主量非金属特征谱线的情况下, 结合采用支持向量机算法, 可以实现激光诱导击穿光谱技术对更多类型的塑料制品快速、 高精度分类, 为激光诱导击穿光谱技术在实现塑料分类方面提供了数据参考。

为分析和检测铁矿石表面多成分的分布情况, 采用532 nm Nd∶YAG脉冲激光, 设计面扫描分析方法, 结合自行开发的软件, 首先对标准样品进行面扫描分析, 建立定标曲线, 说明元素含量与谱线强度的关系。 然后对由标准样品压制的表面元素含量分布不均匀的样品进行面扫描分析, 生成二维分布图, 并与样品表面形貌进行比较, 验证了分析方法的正确性。 最后以100 μm的分辨率对天然铁矿石样品表面14 mm×11 mm范围内进行面扫描分析, 得到其表面Ca, Al, Ti和Mn四种元素的分布情况, 并将分析结果与铁矿石表面形貌相比较。 结果表明, 激光诱导击穿光谱技术作为一种成分分析方法, 可以对不均匀样品的表面成分分布情况进行定性分析。

考虑完全开放的微管道中液体输运不稳定, 不利于生物气溶胶采样和监测的自动化集成, 本文提出了用覆盖有疏水网的开放微管道来实现液体的可靠输运。通过理论分析得到了该微管道液体输运特性的估计公式, 并用水作为试验介质对其输运特性进行了实验分析。分析实验显示, 开放微管道中液体输运的稳定性依赖于栅网特性、液体性质和流动速度、管道尺寸和表面特性。栅网表面疏水性越好, 孔径越小, 微管道中液体的最大许可压强就越大, 液体输运就会越稳定。对于孔径50 μm、表面涂覆有Teflon的栅网, 最大许可压强可达2 000 Pa。管道中的最大许可流速取决于管道尺寸和最大许可压强; 对于较浅、较长的管道, 最大许可流速较小。当液体流过干的疏水管道时, 液体的表面张力会阻碍流动, 管道截面尺寸越小, 表面张力的阻碍效果越明显。

采用便携式近红外光谱仪采集枸杞子表面不同部位的近红外漫反射光谱, 结合多类支持向量机算法对枸杞子产地进行快速无损辨识。 以识别率为评价指标进行光谱预处理方法的选择, 为了消除样本划分偏性对结果的影响, 本研究通过重复划分样本集多次建模与预测, 利用识别率的统计结果考察各个光谱采集部位的建模结果。 实验结果表明, 原始数据经二阶导数加SG平滑处理后, 所建模型具有良好的产地预测性能。 除了枸杞子顶端部位外, 其他部位模型的稳定性及准确性均较好, 其外部验证识别率的中位数与平均值均大于97%。 这表明利用枸杞子样品表面近红外光谱可实现产地的准确鉴别, 便携式近红外光谱技术可作为中药材流通环节中的有效监控手段。

激光在KDP晶体中制作3维微结构是抑制高功率激光驱动器中横向受激喇曼散射效应的一种有效方法。为了了解激光制作微结构的可行性以及激光参量对制作精度、效率和成品率的影响, 对聚焦激光在KDP晶体中的传输特性进行了数学模拟研究。激光焦点峰值功率密度、光斑畸变和位置偏移是影响制作精度和造成晶体碎裂的主要因素; e光焦点形貌会随着晶体光轴与入射激光的夹角增大而发生畸变, 其峰值功率密度随着夹角的增大而迅速减小。结果表明, 当夹角小于15°,e光焦点可使加工效率提升1倍以上; 当夹角大于30°, 低能量加工其影响可忽略, 高能量加工则极易造成晶体碎裂, 应对e光进行屏蔽。

采用输出功率8 W的355 nm NdYVO4纳秒激光器和3 W的1030 nm飞秒激光器对0.4 mm的单晶硅的刻蚀进行了对比研究，研究了激光的单脉冲能量密度，脉冲宽度，脉冲耦合率等参数对加工质量和精度的影响。实验结果表明，飞秒激光加工的热效应要小于紫外纳秒激光，同时飞秒脉冲产生了纳米条纹，但随着加工次数的增加，纳米条纹也直接导致了不规则裂纹的产生。这说明飞秒激光的加工优越性也是有条件的，当需要对材料进行大量去除之类的加工时，成本相对较低的紫外纳秒激光可能更为适合。

通过理论研究和有限元仿真分析了热效应对两种不同质量块布局的双端固支梁的等效弹簧系数的影响,两种质量块分别布局为质量块与梁对称布置和质量块位于梁平面一侧布置.推导了双端固支梁等效弹簧系数随温度的变化公式,仿真分析了双端固支梁-质量块系统的一阶固有频率以及质量块在静载荷作用下的位移。通过固有频率及载荷-位移两种方式,分别得到了两种布局下的质量系统在不同温度下的等效弹簧系数。对于质量块对称布置和单侧布置,根据一阶固有频率得到的等效弹簧系数随温度的变化与理论分析都吻合;而利用载荷-位移得到的等效弹簧系数随温度的变化,需要对位移进行修正。计算结果表明,对于质量块位于梁一侧的系统,温度变化对其等效弹簧系数有重要影响,质量块的不对称会在温度变化时产生对梁的弯矩作用,从而使质量块产生位移,造成微机电传感器和执行器输出信号的改变。