采用固相法制备不同摩尔Ba、Sr、Ca、Mg配比的BaO-SrO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (BSCMAS)陶瓷材料，研究多组元陶瓷的制备工艺、显微结构及其抗CMAS腐蚀性能。结果表明：通过调控MgO的含量，在1 400 ℃条件下制备了Ba0.3Sr0.3Ca0.35Mg0.05Al2Si2O8 (B0.3S0.3C0.35M0.05AS)单相多组元陶瓷材料。在1 250、1 300 ℃和1 350 ℃对B0.3S0.3C0.35M0.05AS进行CMAS腐蚀实验，相比于Ba0.5Sr0.5Al2Si2O8材料，B0.3S0.3C0.35M0.05AS表现出更好的抗CMAS腐蚀性能，这是由于多组元阳离子的迟滞扩散效应减缓了Ba、Sr与Ca、Mg的相互扩散，并快速形成钙长石腐蚀过渡层阻挡Ba、Sr的流失，进而显著改善了材料的抗CMAS腐蚀性能。

缺陷态光子晶体可以用于制作良好的谐振器、偏振器、滤光器等光学器件,具有重要的应用价值。本文发展了光子晶体缺陷态问题的PG有限元界面问题计算方法,有效地处理了各种不同组元体系、几何结构、界面形状、材料属性以及模态的光子晶体缺陷态问题。数值结果表明,二组元结构单点缺陷对带隙的影响较小,只是使局部范围内的波继续传播而产生一条缺陷带,多点缺陷使一些特定范围内的波可以传播而产生多条缺陷带,线缺陷产生的影响较大,可以使整个禁带消失。结合线缺陷与点缺陷,波导结构中的侧点缺陷可以有效地应用于光子晶体阻带内诱导窄通带或在波导的通带内诱导非常窄的阻带。三组元结构引入了不均匀介质、复杂介质形状以及不同几何结构的缺陷态。通过计算与分析发现Ω3区域的介质形状对结果影响比较有限,表面层越不光滑禁带越窄,n型缺陷态在TM模中的高频区域更容易产生禁带。对于TE模来说,n型与v型的缺陷态更容易产生禁带。

在一些环境比较恶劣的情况下,需要密封使用的变倍望远镜,经常会将转像及变焦集成到目镜上,这样更有利于整体进行密封设计。因此设计了一种在可见光波段具有实像面转像变焦目镜的方案。通过对目镜初始结构的分析,高斯光学的计算,运用Zemax软件对选定结构进行优化设计,得到三组元4倍变焦目镜。目镜在变焦时入瞳的位置保持不变,出瞳位置的变化在3 mm之内。传递函数曲线、畸变和倍率色差均符合目视光学系统的设计要求。根据动态光学理论,用Matlab软件设计了凸轮曲线,使得变焦的过程中像面比较稳定,调焦平滑。虽然目镜结构略显复杂,但光学镜片均采用球面,降低了整体目镜的成本,而且便于加工装配。

变焦镜头设计过程中，为了实现变焦镜头更好的变焦效果，需要设计出优良的变焦凸轮，而变焦凸轮曲线的设计是设计出好的变焦凸轮的关键，变焦凸轮曲线设计的好坏直接影响最终成像质量。首先通过对投影灯镜头系统划分为五组元变焦结构，在CODE V 中将所得镜头材料转成SCHOOT 材料，并在CODE V 中把变焦过程设置成9 重结构的方式，然后运行五组元变焦宏程序后，得到五组元变焦镜头的变焦数据，最后利用AUTOCAD 软件的多线PL 命令最终作出变焦镜头凸轮曲线图。所得凸轮曲线既要保证凸轮有较小的压力角，还要有一定的锁紧力。

详细介绍了基于形成线并联和传输线延时两种不同技术路线的MHz重复率猝发多脉冲加速组元的工作原理、应用背景和技术特点，针对现有传输线延时双脉冲加速组元的主要问题提出了一种新的猝发高压双脉冲加速组元设计思路并进行了实验验证，使双脉冲加速组元在兼顾更高稳定性和更好波形品质的同时，解决了双脉冲电压独立调节、间隔调节及单双脉冲模式转换的问题。

环形加速器将射频加速单元替换为高重复频率连续运行的脉冲感应加速组元后,将具备新的性能特点和应用领域。日本高能加速器研究机构(KEK)在脉冲感应加速与环形加速器的结合方面开展了大量的研究和实验工作,通过对其相关研究的详细调研,结合在感应同步加速器实验研究中所遇到的具体问题,针对脉冲感应加速组元的固有特性对该类加速器的优势和局限进行了分析,对环形加速器中感应加速组元的发展方向提出了建议。

针对“脉冲源+传输线+感应腔”和“储能电容+固态开关+感应腔”两种常见的脉冲感应组元结构, 对相同感应腔的腔压波形进行了实验对比和理论分析, 推导出了不同组元结构下感应腔中磁芯回路电感量、匹配电阻阻值和感应脉冲幅度间的关系表达式, 分析对比了两种组元结构下感应腔电感量和电阻值变化对腔压平顶影响的程度和差异, 为低压重频脉冲感应加速组元的参数选择和优化提出建议和判据。

针对制冷式640×512元凝视焦平面阵列探测器，设计了结构紧凑的高性能机械补偿30倍连续变焦光学系统.该系统采用新颖的三组元变倍形式和三次成像方法设计.工作波段为3.7 ~ 4.8 μm，F/# =4，变焦范围750 ~25 mm.首先利用光学设计软件给出了系统的光学外形结构图; 然后，进行了像质评价分析，变焦曲线分析，温度环境适应性分析和冷反射分析; 最后，介绍了该系统应用微扫描成像技术提高分辨率的方法.结果表明，该光学系统在空间频率30 lp/mm处的光学传递函数 ( MTF) 值均接近衍射极限, 弥散斑直径的均方根 ( RMS) 值均小于15 μm.变焦曲线平滑，且移动组最大行程小于71 mm.移动组透镜的轴向移动可完成系统调焦及温度补偿.光学系统满足100 %冷光阑效率，在-40 ~60 ℃温度范围内均有良好的像质.同时，满足新一代机载前视红外( FLIR)系统的要求.

为了寻找简单的多组全动型变焦系统的解算方法及降低全动型变焦距系统设计时对经验的过分依赖，提出了一种全新的方法来计算系统组元的光焦度分配。以组元之间的间隔为初始量，把组元的运动形式作为自由量，通过计算公式求出满足间隔要求的光焦度分配和组元运动形式。该方法在一定程度上降低了变焦系统光焦度分配的难度，更重要的是，为探寻新的变焦运动方式提供了一种新的思路。在得到系统的光焦度分配之后又推导出一种求解系统组元移动曲线的简单方法。为了验证该方法的可行性，设计了一个四组式全动型变焦系统。所设计系统优化后的光焦度分配值和计算的结果都很接近，并且得到了组元的移动曲线，从而验证了该方法的正确性。

阐述了现代变焦距目镜的特点及其设计方法, 给出了一种三倍变焦目镜设计的结构形式。这种变焦目镜结构紧凑, 成像质量优异, 可以取代传统的二倍变焦目镜, 是一种有应用价值的变焦目镜形式。该设计将目镜的出瞳作为变量, 使入瞳位置保持稳定以衔接物镜出瞳, 并最终得到了一个8.24~24.1mm的变焦目镜。采用一种新型的方法绘制了凸轮曲线图形, 该公式简单、准确, 可以替代老的计算公式, 值得推广应用。