AlON透明陶瓷因良好的透光性、热震稳定性、力学性能和良好的可加工性，在**领域和民用领域有广阔的应用前景。本文采用改进的碳热还原氮化/沸腾床法批量制备AlON粉体，单批次产能可达2 kg，在AlON粉体的XRD图谱中未观察到第二相，激光粒径分析显示平均粒径为1.54 μm，粒径分布均匀。使用该粉体进行冷等静压成型处理后，获得均匀性较好、致密度高的素坯。采用气压烧结法在1 850 ℃，氮气压力5 MPa下制备出光学透过率为82.3%，弯曲强度为310 MPa的AlON透明陶瓷片，对推进AlON透明陶瓷的应用具有一定的现实意义。

针对应用高阶谐波游标效应时出现的内包络消失、外包络可见度低等问题，从理论分析和实验探索两方面出发，得出了降低传感腔和参考腔的光强差异可以提高光谱质量的结论。此外，通过合理设计优化传感腔与参考腔的腔长、折射率等影响游标放大倍数的参数，在实验上采用平行结构的法布里-珀罗干涉仪制成了一阶谐波游标效应的光纤气压传感器，不仅获得了高对比度的游标干涉光谱，还在10~190 kPa气压范围内，实现了152 pm/kPa的气压灵敏度，线性度高达99%，对应的放大倍数可达到35.3。

气体压力光学非接触测量是目前激光技术重要应用领域之一, 其中气压测量过程中温度耦合问题是现在面临的研究难点。 故而提出一种光谱测量技术与激光干涉技术组合测量方法, 通过积分吸光度和折射率融合的方式实现气体压力、 温度解耦的目的。 分析可调谐半导体激光光谱技术(TDLAS)的直接吸收法测量原理和基于折射率的激光干涉测量原理, 建立基于吸收光谱的气压测量模型和基于折射率的激光干涉气压测量模型, 通过利用三次多项式拟合吸收谱线强度函数的方式, 建立了基于积分吸光度和折射率的气体压力、 温度解耦的数学模型。 实验搭建了基于TDLAS技术和激光干涉技术的气体压力检测系统, 采用中心波长为2 004 nm的可调谐半导体激光器和波长为632.8 nm的激光干涉仪, 气室长度为24.8 cm, 将CO2作为研究对象, 并以高精度压力控制器和温度传感器的测量结果分别作为压力温度参考值, 以真空为背景信号, 在室温环境中测量并计算出气体压力变化后积分吸光度值和折射率值, 进而解算得到气体压力和温度值。 实验结果显示: 压力测量结果最大相对误差为3.61%, 最小相对误差为0.5%, 测量平均相对误差为1.99%; 在以开尔文温度为前提下, 温度解算结果最大绝对误差为7.66 K, 最小绝对误差为0.78 K, 测量平均绝对误差为3.29 K, 测量结果与参考结果具有较高的吻合度, 该研究可为以后光学法测量气体压力温度影响分析提供参考。

Complex thin-walled titanium alloy components play a key role in the aircraft, aerospace and marine industries, offering the advantages of reduced weight and increased thermal resistance. The geometrical complexity, dimensional accuracy and in-service properties are essential to fulfill the high-performance standards required in new transportation systems, which brings new challenges to titanium alloy forming technologies. Traditional forming processes, such as superplastic forming or hot pressing, cannot meet all demands of modern applications due to their limited properties, low productivity and high cost. This has encouraged industry and research groups to develop novel high-efficiency forming processes. Hot gas pressure forming and hot stamping-quenching technologies have been developed for the manufacture of tubular and panel components, and are believed to be the cut-edge processes guaranteeing dimensional accuracy, microstructure and mechanical properties. This article intends to provide a critical review of high-efficiency titanium alloy forming processes, concentrating on latest investigations of controlling dimensional accuracy, microstructure and properties. The advantages and limitations of individual forming process are comprehensively analyzed, through which, future research trends of high-efficiency forming are identified including trends in process integration, processing window design, full cycle and multi-objective optimization. This review aims to provide a guide for researchers and process designers on the manufacture of thin-walled titanium alloy components whilst achieving high dimensional accuracy and satisfying performance properties with high efficiency and low cost.

为了优化气体受激拉曼散射系统, 采用理论与实验相结合的方法, 对气体受激拉曼散射现象进行了研究。根据受激拉曼基本理论计算了CH4和D2在不同气压下的拉曼增益系数, 然后采用输出能量为70 mJ的Nd∶YAG三倍频355 nm激光进行了受激拉曼散射实验, 测量了在拉曼池气体气压为1×105~2×106 Pa, 焦距分别为500, 750 mm下的斯托克斯光的输出能量。发现CH4拉曼增益系数随气体压力升高而增大; D2拉曼增益系数在1×106 Pa左右达到最大值, 之后不随气压升高而改变。实验结果表明, 在气体受激拉曼装置中, 合理选择拉曼池气体气压和耦合聚焦透镜的焦距, 即甲烷气体系统选择长焦距高气压, 氘气系统选择长焦距低气压。理论计算与实验结果基本一致, 此研究对NO2差分吸收激光雷达光源系统的优化有着很重要的作用。

激光吸收光谱常被用于测量大气痕量气体,但某些气体在某波长附近会出现多条谱线重叠的现象,导致吸收信号产生重叠峰。以NH3气体为例,研究6529 cm -1附近的4条重叠谱线,通过Voigt线型模拟不同压强下的谱线,搭建直接吸收光谱测量实验系统。实验发现,低浓度NH3气体的谱线峰值并没有随着压强的减小而减小,反而逐渐增大。由于NH3存在吸附性,因此,采用无吸附性的CH4气体进行验证。结果表明:当气体压强为0.18 atm(≈18 kPa)时,实验谱线与模拟谱线相差最小,NH3的最大吸收峰吸光度与气体浓度成正比。研究结果为后续多气体测量过程中的干扰问题提出了解决方法。

利用Geant4程序建立外源注入式、低气压气体开关物理模型, 通过模拟计算电子增益与极板间电场强度、电子增益与极板间隙距离的函数关系验证了模型的正确性。计算了气体种类、气体压强对电子增益的影响, 分析得到形成自持放电所需最小入射电子数, 计算结果表明：在相同的气压及电场条件下, 氮气的电子增益远大于氦气, 这与氦气的高电离能性质相吻合; 随气压增大, 电子增益呈非线性增长; 为实现自持放电, 外源注入电子数面密度为1×105~2×105 /cm2。

碱金属气室是基于原子无自旋交换碰撞弛豫的超高灵敏惯性和磁场测量装置的核心敏感器件。 碱金属气室内气体的含量会对原子的弛豫以及系统其他参数的选取产生很大的影响, 因此精密测量气室内混合气体各自的压强具有重要的意义。 当气室内存在气体时谱线会出现压力展宽和频移, 且压力展宽远大于自然展宽和多普勒展宽, 因此仅考虑压力展宽。 利用压力展宽、 频移的大小与气体压强存在的函数关系, 提出一种基于原子吸收光谱的碱金属气室内多种混合气体压强测量方法。 通过扫描碱金属原子的吸收光谱, 得到光学深度曲线, 并用洛伦兹函数对其拟合, 测得多种混合气体引起的单种碱金属原子的混叠压力展宽和频移, 再根据已知的单种、 单位压强气体引起的单种碱金属原子的压力展宽和频移, 联立计算得到多种气体各自的压强。 当存在n种碱金属时, 最多可以测量4n种混合气体的压强。 仿真结果表明, 该方法适用于入射激光未被原子完全吸收的情况; 激光功率和频率的波动在1%～10%的数量级时, 测量精度影响低于0.4%的数量级, 而温度波动在1%～10%的数量级时, 测量精度影响高达30%的数量级。

针对飞行器机载环境多参量综合测试需求, 研究了一种基于反射光谱特征辨识的光纤布拉格光栅(FBG)气压与温度集成监测方法, 给出了基于膜片式结构的双参量传感机理及其理论模型。 采用基于耦合模理论的OptiGrating软件, 得到不同气压与温度条件下光纤布拉格光栅传感器仿真反射光谱。 在此基础上, 借助弹塑性和恢复性能优良的平膜片感压机构, 构建了膜片式双光纤气压/温度集成监测模型。 研究表明, 恒温条件下应变传感光纤光栅反射光谱随气压增加而逐渐向短波方向偏移, 其中心波长灵敏度约为0.803 0 nm·MPa-1, 且反射谱主峰及其旁瓣峰值均随气压变化呈现良好线性关系; 当气压恒定而温度变化时, 处于仅感温不受力状态的温度传感光纤光栅反射光谱中心波长灵敏度约为9.39 pm·℃-1; 当气压与温度交叉变化时, 能够实现对变温条件下的微小气压变化实时监测。 传感光纤光栅受非均匀应变效应反射光谱存在一定啁啾现象, 其反射光谱旁瓣峰值波长随环境温度、 气压变化均会发生偏移, 具有良好线性关系, 且在不同气压下反射光谱对应的同一阶数旁瓣峰值幅度相等。 该研究能够为航空航天器系统多物理参量在线综合测试提供有益帮助。