为了有效解决信号/频谱分析仪等微波测试仪器尺寸较大、信号损耗高、选通切换效率差等问题, 将射频MEMS开关引入交指型可切换滤波器结构中。通过MEMS四掷开关选择具有不同中心频率的交指型谐振器, 实现在6~14 GHz内四个频率的射频信号切换过滤。利用HFSS电磁波仿真软件对滤波结构的几何参数进行优化计算, 得到四个可切换频率的插入损耗, 分别为1.26 dB @6.86 GHz、1.03 dB @9.16 GHz、1.23dB @11.78 GHz、1.07 dB @12.26 GHz, 整体面积约为7.95 mm3。与其他可切换滤波器相比, 该可切换滤波器将MEMS四掷开关与交指型谐振器集成到一起, 具有低插损、小尺寸、高集成度等优点。

针对MEMS单刀多掷(SPMT)开关插入损耗及隔离度较差的问题，设计了一种基于雪花型功分器的单刀五掷(SP5T)MEMS开关，通过雪花型功分器实现信号的均衡分配和低损耗传输。通过设计H形上电极结构，有效减小开关弱接触，增强开关接触稳定性，实现信号的高隔离。采用HFSS仿真软件，对开关的插入损耗、隔离、驱动电压和应力分布进行了设计，并结合COMSOL软件对开关进行了机械性能分析。结果表明，在1~20 GHz频段内，五个端口插入损耗在02 dB@20 GHz以下，隔离度在23 dB @20 GHz以上，驱动电压为24 V。这些指标均优于常规SPMT开关。该SP5T MEMS开关可应用于多任务、多通道可调谐器件中，在无线通信、微波测试系统中具有应用价值。

通过短路-开路-负载-直通(SOLT)校准原理与MEMS开关结合，设计了一种小型化多功能电子校准件。仿真结果表明，在01~20 GHz频段内，该电子校准件的双端口校准仅需2步；直通状态插入损耗≤09 dB，开路状态回波损耗≤048 dB，短路状态回波损耗≤039 dB。整体尺寸为25 mm×12 mm×08 mm。该MEMS电子校准件体积小，损耗低，成本低，校准准确度高，效率高，适用于毫米波测量和小型智能化校准领域。

针对卫星通信、电子对抗及微波测试系统对开关提出的宽带宽、低插损、低功耗的应用需求, 设计了一种K~D波段宽带射频MEMS开关。通过优化衬底材料和十字型上电极结构提高开关的带宽, 降低开关的损耗。利用HFSS电磁波仿真软件对开关的几何参数进行优化计算。结果表明, 所设计的射频MEMS开关可工作在18~188 GHz的频带内, 且插入损耗小于147 dB, 隔离度大于2012 dB, 其整体体积约为075 mm3。此开关可与移相器、延时器、谐振器等结构集成, 实现宽带且低损耗的射频可重构MEMS器件及系统, 可用于新一代通信及微波测试等领域。

应力发光是某些材料受到机械刺激时产生的发光现象。许多固体材料在压裂过程中会产生应力发光, 但这种破坏性发光限制了材料的实际应用。可再生应力发光的发现为应力发光材料创造了解决现实问题的机会, 其在结构健康诊断、力驱动的新型光源和显示器件以及生物力学应力传感器等领域展现出广泛的应用前景。本文对近二十年来无机可再生应力发光材料的研究进展进行了梳理和总结, 主要介绍无机可再生应力发光材料的分类、表征、机理和应用四个方面, 并讨论了未来研究中所面临的机遇和挑战, 以期对该类材料的研发及应用提供有意义的启示。

对太阳进行光谱成像观测是太阳物理和空间天气研究的重要数据来源。在极紫外波段对动态的太阳大气进行光谱成像观测面临着严峻挑战。传统的狭缝式成像光谱仪受瞬时视场的限制,必须通过耗时的推扫才能获取二维日面图像,系统不具有高时间分辨率,无法捕获太阳过渡区域和日冕的快速演化过程。尽管极紫外成像仪能够实现大二维视场和高时间分辨率的观测,但却无法获取光谱分辨率信息。本文基于像差校正的椭球面变线距光栅,提出了一款新型无狭缝成像光谱仪,该系统同时工作在三个光栅衍射级次(m=-1,0,1)上,这样的新颖设计不需要任何元件的机械运动,单次快照便可同时获得三幅视场为20 arcmin×20 arcmin的极紫外窄波段(29.4~31.4 nm)太阳日面图像,该仪器的时间分辨率高且视场大。不发生色散的0级次系统相当于一台极紫外成像仪,可以直接获得高分辨率空间信息(0.6 arcsec);发生色散的±1级次图像携带有空间和光谱的混叠信息,类似于计算层析成像原理。通过数据反演算法,可以从三个级次的图像中提取高分辨率的光谱信息(0.0035 nm)。