II类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测，而通过离子注入实现横向PN结，一方面材料外延工艺简单，同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运，且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术，研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb II类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入，外延材料由P型变为N型，超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变，晶格常数变大，且失配度随着注入能量的增大而增大，注入前失配度为-0.012%，当注入能量到200 keV时，失配度达到0.072%，超晶格部分弛豫，弛豫程度为14%，而在300 °C 60 s退火后，超晶格恢复完全应变状态，且晶格常数变小，这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。

针对普通的三维卷积神经网络（3D CNN）从一个尺度上提取特征，会丢失部分细节信息，且对小样本任务表现一般的问题，本文提出了一种三支路的3D CNN，从不同尺度上提取特征后进行加权特征融合，从而获取了更为全面的特征；并引入数据增强技术，从而改善了小样本情形下的分类性能。现有特征融合方法通常对各个支路直接进行拼接，本文采用加权拼接的特征融合方法，将各特征分别乘以一个加权系数后再进行拼接，该系数通过模拟退火算法求取。本文方法在公开数据集Indian Pines，Pavia University，Salinas等上采用10%的数据进行训练，分别得到了98.60%、99.83%、99.97%的总体准确率，与各类对比方法相比，提升了高光谱遥感影像分类问题的准确率。

为研究非能动核电厂在多重失效事故条件下的安全性能及新的热工水力现象，利用大型非能动堆芯冷却系统整体试验（Advanced Core-cooling Mechanism Experiment，ACME）台架开展了非能动余热排出（Passive Residual Heat Removal，PRHR）管线破口失水试验（Loss of Coolant Accident，LOCA）。通过重点分析PRHR换热器（Heat Exchanger，HX）流动换热功能失效对事故进程和热工水力现象的影响，获得了非能动堆芯冷却系统（Passive Core Cooling System，PXS）与反应堆冷却剂系统（Reactor Coolant System，RCS）、PXS系统内各安全设备间的相互影响规律及耦合效应。结果表明：PRHR管线LOCA中，PRHR HX会出现反向流动换热的新现象；堆芯-蒸汽发生器自然循环过程的平均载热功率提高约30%，对RCS降温降压具有重要作用，是事故初期的关键现象；事故瞬态下，PXS非对称布置对RCS支路热工水力状态存在显著影响，PRHR管线LOCA中非对称布置效应会增强。

针对H₂S气体在近红外波段的吸收系数低导致检测灵敏度难以提高的难题，提出了基于共振式多通光声池的SF₆分解产物H₂S气体检测技术。对赫里奥特型多通光声池进行优化设计，激光光束反射次数达到20次。近红外激光经功率放大后入射到多通光声池，通过多次光学反射大幅度提升了光声信号的激发效率，结合声学共振放大技术、光纤放大技术和波长调制-二次谐波检测技术，搭建了一套光声光谱气体检测系统，实现了SF₆背景下微量H₂S气体的高灵敏度检测。实验结果表明，归一化噪声等效吸收系数为2.23×10^-9 cm^-1·W·Hz^-1/2，在平均时间为100 s时，该检测系统对H₂S气体的检测极限达到2.7×10^-8。

搭建了一套气室容积仅为0.79 mL的非共振式光声光谱检测装置，在0至100 ppm浓度范围内，激发的光声信号幅度与SO₂/SF₆混合气体浓度之间有良好的线性关系，响应度为5.59 μV/ppm。系统的归一化噪声等效吸收系数为7.2×10^-8 cm^-1W·Hz^-1/2。Allan-Werle方差分析结果表明，当平均时间为100 s时，系统对SO₂的检测极限达到0.1 ppm。本文提出的高灵敏度SO₂气体原位检测技术为判断SF₆气体绝缘设备的故障程度提供了有效的解决方案。