低频电磁波具有较低的传输损耗，但是传统的谐振式天线往往尺寸较大，工程应用的难度很大。运流电流可以产生时变的辐射电磁场，并且工作频率不再受传统谐振天线的尺寸限制，这为小型化的低频发射天线提供了一种有价值的思路。通过理论计算，研究了振动电驻极体的电磁场和等效模型，通过仿真进行验证，并对基于电驻极体机械运动的小型化的低频天线进行了有益的探索。研究表明，振动的电驻极体可实现类似于微小电流元的辐射特性。

为了研究多层单道电弧增材表面3-D成形特征, 采用激光视觉传感系统采集电弧增材制造表面条纹图像。提出基于边界约束条件的感兴趣区域(ROI)提取法对焊缝特征曲线进行定位, 获取ROI的激光条纹像素坐标。进行了理论分析和实验验证, 得到电弧增材表面的3-D离散点数据, 采用Delaunay三角剖分对离散点拟合形成3-D实体表面。结果表明, 锯齿靶标的线性标定方法, 3-D重构精度在0.2mm以内;基于边界约束条件的ROI提取方法能准确定位电弧增材上表面和侧表面的条纹特征曲线。这一结果对电弧增材表面的3-D成形检测是有帮助的。

针对多层单道电弧增材制造侧表面成形检测问题,通过激光视觉传感三维重构系统获取不同焊接条件下焊缝侧表面轮廓深度点云信息,利用RANSAC(Random Sample Consensus)和KNN(K-Nearest Neighbors)点云处理算法提取堆积层侧表面的三维点云。分析多层单道焊缝堆积的层间分布情况,量化堆积层侧表面粗糙度,进而探索堆积过程中焊丝末端与板材间距对堆积层三维成形的影响。研究结果表明,激光视觉传感系统能够准确判断电弧增材侧表面成形情况,三维点云算法可用于电弧增材侧表面的三维重构和特征提取,能够直观地描述和量化堆积层的三维成形特征,为电弧增材制造表面成形检测和量化分析提供了一种新方法。

提出了基于两步低温阳极键合工艺的碱金属蒸气腔室制作方法，用于实现原子钟、原子磁力计及原子陀螺仪等器件的芯片级集成。由微机电系统(MEMS)体硅工艺制备了腔室结构。首先采用标准工艺将刻蚀有腔室的硅圆片与Pyrex玻璃阳极键合成预成型腔室，然后引入氮缓冲气体和由惰性石蜡包覆的微量碱金属铷或铯。通过两步阳极键合来密封腔室，键合温度低于石蜡燃点198 ℃。第一步键合预封装腔室，键合电压小于缓冲气体的击穿电压。第二步键合在大气氛围中进行，电压增至1 200 V来增强封装质量。通过高功率激光器局部加热释放碱金属，同时在腔壁上形成均匀的石蜡镀层以延长极化原子寿命。本文实现了160 ℃的低温阳极键合封装，键合率达到95%以上。封装的碱金属铷释放后仍具有金属光泽，实现的最小双腔室体积为6.5 mm×4.5 mm×2 mm。铷的吸收光谱表明铷有效地封装在腔室中，证明两步低温阳极键合工艺制作碱金属蒸气腔室是可行的。