以纳子峡水利枢纽工程为背景, 进行了粉煤灰、纤维素纤维双掺混凝土硫酸盐干湿循环试验。基于熵权法建立了可以综合反映混凝土质量、抗压强度和抗劈拉强度的耐久性指标耐久性值(D), 分析了硫酸钠溶液质量分数和粉煤灰掺量对D值的影响, 并构建了Grey Models-Back Propagation(GM-BP)神经网络, 用以揭示混凝土D值的时变规律, 得到了不同条件下混凝土的预期寿命。结果表明: D值可以反映出硫酸钠溶液质量分数和粉煤灰掺量对混凝土耐久性的影响。180 d时, 混凝土D值损失在10%(质量分数)内与硫酸钠溶液质量分数成正比; 粉煤灰最佳掺量在10%掺量梯度下为20%; 在数据量较小时, GM-BP神经网络相比于GM模型可以更加精确地预测混凝土在盐侵-干湿循环下D值的时变规律。

在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃衬底上采用直流磁控溅射的方法室温沉积纯钒金属薄膜，再在退火炉中经后退火工艺制备VO2/FTO复合热致变色薄膜，并对复合薄膜的结构及其光学特性进行研究.结果表明，导电玻璃上的FTO并没有改变VO2择优取向生长，但明显改变了VO2薄膜的表面形貌特征.与相同工艺条件下在玻璃衬底上制备的VO2薄膜相比，VO2/FTO复合薄膜的相变温度降低约18℃，热滞回线温宽收窄约4℃，相变前后的红外透过率分别约为42%和21%.说明复合薄膜既可明显降低相变温度和热滞宽度，又可增强VO2薄膜的红外调控能力.

为了解决VO2薄膜掺杂后相变温度高，相变前后红外透射率差值减小等问题，利用磁控共溅射的方法，在普通玻璃基底上溅射沉积钨钒薄膜，再在常压氮氧混合气氛中退火，制备了性能良好的掺钨VO2薄膜。分析对比了不同混合气氛中氧化生成的钨掺杂VO2薄膜的组分和结构，发现VO2有明显的(011)和(200)生长取向，并且随着混合气氛中氧含量的增加，薄膜颗粒大小从50 nm增大到80 nm。钨掺杂VO2薄膜的相变温度下降到31 ℃，相变前后红外透射率差值为41%。结果表明通过高效的钨掺杂可以降低VO2薄膜的相变温度，改善红外区域的透射光谱特性，减小钨掺杂带来的透射率损失。

利用光纤准直器的特殊分布, 设计出了一种新型的离轴双向传输旋转结构。该光纤旋转连接器具有两个可绕一共轴相互独立旋转的部件, 在一个旋转部件上离旋转轴等距处安装四个光纤准直器, 在另一个旋转部件上安装两个光纤准直器, 两部件上的光纤准直器在旋转过程中始终保持光耦合, 从而实现了光信号能在旋转过程中不间断的双向传输。通过分析从光纤准直器出射的光斑功率分布和系统旋转的损耗值, 在进一步提升机械性能和光耦合效率的基础上, 实现了高质量的图像和视频信号传输。实验结果表明, 在旋转部件间距小于500mm和转速小于120r/min的条件下, 系统满足1.25Gbit/s的高速率光信号的稳定传输。

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率，设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现，热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关，热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器，横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4 μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295 mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器，并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较，结果表明实验数据与理论吻合较好，说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。