采用Fe、Cr和Ni单质元素混合粉末作为LPBF原材料，以原位合金化的方式制备304L不锈钢，研究了工艺参数对试样密度、微观组织、成分均匀性、相结构和显微硬度的影响，并将其与预合金粉末LPBF试样进行了对比。结果表明：原位合金化试样的致密度最高可达99.05%；随着激光能量密度增加，试样的成分均匀性逐渐提高，物相结构从面心立方+体心立方（FCC+BCC）转变为FCC；当激光能量密度为242 J/mm³（P=290 W，v=500 mm/s）时，能谱分析结果显示原位合金化试样成分均匀，显微硬度为224 HV，微观形貌与预合金粉末LPBF试样一致；当激光能量密度较低时，原位合金化试样内部的多相结构以及异质形核产生的细晶结构能有效提高其硬度，硬度最高可达302 HV，较预合金LPBF试样提高了26.4%。

振镜扫描激光微焊接是激光微焊接的发展方向。采用基模光纤激光器及振镜系统对厚度为100 μm的AISI304不锈钢箔进行平板扫描焊接,对比研究了氩气保护与无气体保护时的激光微焊接工艺,建立了两种条件下激光微焊接的工艺窗口。结果表明:无气体保护时,激光微焊接会产生不稳定过渡区,其产生机理不是热导焊接模式和深熔焊接模式的交替出现,而是氧化导致的深熔焊接过程不稳定;气体保护可以避免不稳定过渡区的产生,并扩大焊接工艺窗口。

针对天地背景轮廓线具有波动起伏、边缘模糊及轮廓边缘灰度值变化缓慢的特点,采用灰度阈值方法,实现了多种天地背景边缘轮廓提取,可为后续的天空背景图像分割及空中目标检测提供技术支持。算法具有实现简单、计算量小、运行速度快、定位精确、抑制噪声的特点,弥补了经典图像边缘提取算法的不足,并结合远距离摄录的天空海面、天空海面岛屿、天空山地等背景的视频图像,给出了文中检测算法与其他算法的图像处理结果对比分析。

随着集成电路特征尺寸进入2Xnm及以下节点，光源与掩模联合优化(SMO)成为了拓展193 nm ArF浸没式光刻工艺窗口、减小工艺因子的重要分辨率增强技术(RET)之一。提出了一种基于随机并行梯度速降(SPGD)算法的SMO方法，通过随机扰动进行梯度估计，利用估计梯度来迭代更新光源与掩模，避免了求解梯度解析表达式的过程，降低了优化复杂度。对周期接触孔阵列及十字线、密集线三种掩模图形的仿真验证表明，三种掩模图形误差（PE）值分别降低了75%、80%与70%，该方法较大程度地提高了光刻成像质量。

针对351 nm波长的 XeF 准分子激光器,自行设计了用于高精度、高产率、大面积且常规抗蚀剂曝光的印刷电路板 (PCB) 激光 投影成像照明系统。根据准分子激光的部分相干平顶高斯光束 (PCFGB) 理论模型,对微透镜阵列器 (MLA) 均束的衍射特性进行了 理论分析。由 PCFGB 分布函数、稳定光强输出的衍射角和菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,定量分析衍射效应对 MLA 均束的影响。 理论计算表明,微透镜边缘发生菲涅耳衍射和微透镜产生的多光束干涉都能引起光振幅调制,只不过衍射产生的尖峰更明显地 出现在光束边缘。同时,由数值积分得到的 PCFGB 曲线,发现 9×9 MLA 均束器既能保证多个微透镜产生光束叠加的均匀性, 又最大程度地减少了衍射和多光束干涉效应。通过采取加正六边形光阑的方法,不仅能满足大面积无缝扫描光刻的需要, 而且能剪裁由衍射引起的光束边缘尖峰。由 ZEMAX 光学设计软件模拟其效果,显示其加工窗不大于±2%。

详细研究了准分子激光光束均匀性的各项评价指标,加工窗口描述了加工任务本身对光束均匀度的要求;能量分数回答了具体加工窗口即均匀度要求下的能量利用率问题;平顶因子则描述了整个光斑能量分布范围内的均匀性问题.利用激光波面分析仪对不同均匀器所获得的均匀光束进行评价比较,蝇眼透镜均匀器能量利用率高,整个光斑内的均匀效果好,但最佳均匀截面的位置动态范围小;组合棱镜均匀器均匀截面动态范围大,但整体均匀效量较差.