为提高传统模式电极液晶透镜的响应速度, 本文设计了模式电极pi-cell液晶透镜。结合液晶连续体理论和模式电极液晶透镜电阻-电容等效电路, 提出一种快速的计算方法对液晶透镜进行模拟仿真, 仿真结果与实际器件的测试参数具有良好的一致性, 显示了此仿真方法具有较高的精度, 并依据仿真结果设计了模式电极pi-cell液晶透镜的驱动条件。实验制备了模式电极pi-cell液晶透镜并研究了其光学特性, 结果显示此液晶透镜具有较大的焦距调节范围和良好的成像效果, 对比于参数相近的模式电极平行排列液晶透镜, 模式电极pi-cell液晶透镜的响应时间为136 ms, 比平行排列液晶透镜减少368 ms, 响应速度显著提高。

增材制造（3-D打印）作为一种近净成形技术,为钛合金薄壁件高质量毛坯制造提供了新途径,但在薄壁件成形过程中产生的变形与残余应力会影响试件的成形质量与后续加工。为了解决这一问题,采用激光选区熔化成形TC4钛合金薄壁件,研究了激光功率、扫描速率、薄壁厚度和扫描路径方向对试件变形与残余应力的影响,测量了试件不同深度的表面残余应力。结果表明,变形主要在薄壁件顶层两侧,最大残余应力主要分布在试件底层与薄壁件中间;当激光功率为180W、扫描速率为1200mm/s时,试件变形最小；当壁厚为0.6mm、扫描路径方向45°时,试件残余应力最小;薄壁件的未处理表面残余应力大于内层表面残余应力。该研究为钛合金薄壁高质量毛坯制造提供了技术帮助。

针对平板吸收体非对称复合抛物聚光器(PACPC)的结构及特性进行了研究。构建了平板吸收体复合抛物聚光器(CPC)面形结构模型,在其基础上进一步建立了PACPC结构方程,并获得解析解。采用光学设计软件TracePro对所构建的PACPC面形结构的光学特性进行了光学模拟,探究其光学特性,发现随着光线入射角的变化,吸收体表面接收到的辐射能分布不均匀。根据太阳能直散辐射理论,分别计算了PACPC在全年中的直散辐射量的采集,结果表明PACPC系统的年采光量较相同面积的平板吸收体系统得到了显著提高,平均年采光量提高了15.28%。