延期时间的优选对于矿山爆破振动的控制以及爆破技术经济效果的保障都至关重要。改进的线性叠加法可用于研究爆破振动质点峰值振速(PPV)与不同延期时间的关系。首先, 利用傅里叶级数来表示实测单孔爆破振动波形; 其次, 在傅立叶级数展开式的系数和相位中加入随机变量生成指定数量的单孔爆破振动波形; 再次, 利用蒙特卡洛模拟计算0 ms到250 ms之间每个延期时间对应的PPV均值, 得到PPV随延期时间变化曲线。实例分析结果表明: 若以距离爆源531 m处的民房为保护目标, 以0.45 cm/s为峰值质点振速控制标准, 7 ms以上的延期时间均可选择, 并且当延期时间增大, PPV呈减小趋势。结合矿山岩石破碎效果试验, 大块量随米延期时间增大呈先减小后增大的抛物线变化规律, 其最小值出现在米延期为7 ms/m处。若以爆破振动监测所在矿山的6 m孔距算, 其岩石破碎最优延期时间约为40 ms。综合爆破振动蒙特卡洛模拟结果和矿山岩石破碎效果试验结果, 得到该矿山爆破最优延期时间可选择为40 ms。

在光频标的实验中, 射频场所引入的微运动会对系统频率测量产生很大的误差。即使在实验前将微运动补偿至最佳状态, 但实验过程中随着杂散电场的漂移, 微运动的影响又会逐渐显现, 需要不断地补偿才能减小其影响。针对该问题, 在线形离子阱系统中利用氧化铟锡导电玻璃对真空系统进行优化, 以抑制离子阱杂散电场的漂移。通过测量和计算得出优化后杂散电场漂移值为 1.63 μV·m－1·s－1, 约为优化前结果 57.7 μV·m－1·s－1 的 1/40, 使得在长时间实验的过程中微运动的影响可以忽略不计, 实验的有效时间得以显著增加。

为提高偏振出光发光二极管（LED）的光场耦合效率，以一维光子晶体和亚波长介质光栅为基础，设计一种集成式全介质纳米结构组合器件。采用有限差分时域（FDTD）方法建立实现偏振光束准直功能的全介质纳米结构模型。系统研究光子晶体和介质光栅的结构参数对偏振LED出射光场调控的影响，分析光子晶体厚度、光子晶体周期、介质光栅周期、介质光栅高度和介质光栅线宽等参数影响准直特性的物理机制。设计优化的纳米结构，自上而下分别为周期为550 nm、线宽为160 nm、深度为120 nm的 TiO₂纳米光栅和两对Al₂O₃/SiO₂薄膜组成的光子晶体结构（每层厚度均为80 nm）。计算结果表明，所设计的全介质纳米结构可以将绿光波段偏振LED出光远场辐射角度控制在－6^o~6^o范围内，可以实现光辐射远场准直，同时出光效率大于77%。在垂直方向（远场辐射角度为0^o）所设计的结构的远场辐射强度相较无结构LED辐射强度提高了6.6倍。

本文利用低温光致发光谱(PL)研究了Fe掺杂GaN晶体非极性a面{1120}、m面{1100} 的带边峰和Fe3+相关峰(4T1(G)- 6A1(S))的偏振发光特性。结果表明: a面与m面光学各向异性差别较小,线偏振光的电矢量E平行于c轴［0001］时(E∥c),GaN带边峰强度最小,而Fe3+零声子峰(1.299 eV)强度最强。带边峰线偏振度小,而Fe3+零声子峰线偏振度大,a面带边峰的线偏振度为26％,Fe3+零声子峰的偏振度在a面和m面分别达到55%和58%。在5 K低温下,进一步测量了Fe3+精细峰和声子伴线的偏振特性,结果表明,除了一个微弱的峰外,其他精细峰和声子伴线与Fe3+零声子峰偏振特性一致。本研究有助于拓展Fe掺杂GaN晶体材料在新型偏振光电器件领域的应用。

混源油比例定量分析对于判识不同成藏期的油源贡献度具有重要意义, 为建立一种快捷确定混源油贡献度的方法, 采用显微荧光光谱技术对同源混合原油贡献度进行了定量表征。 以东营凹陷王家岗地区为例, 通过γ蜡烷/C30霍烷、 Ts/(Tm+Ts)、 Ts/Tm及C2920S/(20S+20R)等生物标志化合物参数对沙四段原油进行了的原油组群划分与油源对比, 对原油类型和成熟度进行了限定。 选择具有代表性的X1和X2井作为沙四型成熟原油和低熟原油的两个端元组分进行人工配比实验, 在验证端元组分可靠性的基础上, 对端元油按照质量分数进行了配比, 分别为0∶10, 2∶8, 4∶6, 6∶4, 8∶2, 10∶0。 对配比进行了原油族组分和显微荧光光谱分析, 分析了混合原油成熟度、 端元油贡献度和荧光光谱参数之间的关系。 结果表明: 配比混源油继承了端元油“三峰型”的荧光光谱谱形特征, 混源油荧光颜色明显不同, 通过荧光颜色定量系数(CIE-X, CIE-Y)分析可知, 在CIE色度图上表现为近线性渐变的荧光特征; 随着沙四型成熟油混入量的增加, 混源油中芳香烃含量逐渐减少, 荧光强度也逐渐降低, 荧光颜色发生了明显的蓝移; 原油混合使荧光光谱参数发生了变化, 荧光光谱参数(QF-535、 荧光强度-567 nm、 红绿商、 黄绿商)与混合比例呈现良好的线性关系, 能够较好的反映原油成熟度; 随着混源油成熟度增高, 高分子量烃类组分含量降低, 荧光光谱参数逐渐降低。 通过配比实验建立的数学关系能够定量判别原油混合比例, 实验证实可以利用荧光光谱参数定量表征混源油中端元组分的贡献度。

为了实现可见光入射时亚波长尺度内的聚焦, 设计了以氮化镓(GaN) 纳米柱为基本晶胞的超透镜, 该透镜能够改进传统成像系统的笨重低效, 可应用于微型成像系统。超透镜表面由宽度渐变高度不变的GaN纳米柱阵列构成, 分析GaN在亚波长尺度内对相位的调控能力和机理, 并基于时域有限差分法模拟仿真了在蓝光波长为460 nm入射时透射场的高效率聚焦, 对比超透镜尺寸为3.75 μm × 3.75 μm、6.75 μm×6.75 μm、8.75 μm × 8.75 μm、10.75 μm × 10.75 μm时超透镜的聚焦能力, 得出聚焦后透射场焦点处的半峰全宽分别为1, 0.8, 0.5, 0.3 μm, 给出了强度分布、聚焦光斑等仿真模拟结果, 发现实际焦距与设计值存在偏差, 且随超透镜尺寸的变化而变化。文中所设计的超透镜能够在微米级别实现聚焦, 有效降低了传统成像系统的复杂度。

了解不同类型烃类的拉曼光谱特征有助于更好地利用拉曼光谱技术分析烃类包裹体。 主要统计和分析了环烷烃和不饱和烃的典型拉曼位移特征。 结果显示, 环戊烷和环己烷C—C键最强拉曼峰主要集中在1 440~1 460 cm-1之间, 而通过环戊烷和环己烷分别在890和785 cm-1的稳定特征峰可以进行区分。 环戊烷随着支链数的增加, 其C—C键最强拉曼峰的波数增大至1 460 cm-1。 含一个支链的五元环烷烃C—C键最强拉曼峰位于1 445 cm-1, 含两个支链的五元环烷烃C—C键最强拉曼峰为1 450 cm-1, 含三个及以上支链的五元环烷烃C—C键最强拉曼峰为1 460 cm-1。 环己烷随着支链数增加C—H键最强拉曼峰发生红移, C—C键最强拉曼峰主要分布在1 440~1 460 cm-1范围内。 含一个支链的环己烷最强拉曼峰组合特征明显, 分布在1 445 cm-1±, 1 034 cm-1±, 2 853 cm-1±和2 934 cm-1±, 含两个支链的环己烷C—C键分布在1 440~1 460 cm-1, C—H键的最强拉曼峰为2 926 cm-1±, 含三个支链的环己烷具有1 459 cm-1±和2 924 cm-1±的最强拉曼峰组合。 烯烃碳碳双键的特征峰为1 641 cm-1±。 炔烃特征峰在2 200 cm-1±, 而1 445 cm-1±, 2 908 cm-1±和2 933 cm-1±三个强峰可作为辅助识别标志。 这些特征可以用于识别烃类包裹体中的环烷烃和不饱和烃。

基于红外图像研究了输电线路的故障诊断方法，首先采用 LSD线段检测法提取红外图像中的导线，采用深度卷积神经网络提取红外图像中绝缘子，从而得到线路元件区域。在线路元件区域内进行温度和灰度分析提取发热点，并利用漫水填充算法对过热区域进行分割，提取骨架扫描点数、有效凸缺陷、引流线对缺陷类型进行识别。实验证明该算法有较高发热点定位准确率和缺陷类型识别准确率。