该文提出了基于钽酸锂漏波材料设计的扇形声表滤波器。钽酸锂在36°Y-X切向时，其机电耦合系数(ΔV/V)为2.4%、频率温度系数(TCF)为-32×10-6/℃。36°Y-X钽酸锂具有较强的压电耦合性和适中的温度稳定性，用它设计相对带宽5%~10%的滤波器可以实现较小的插入损耗和适中的温度稳定性，器件实测结果与仿真相符。

空间分辨率是衡量遥感载荷光学成像性能的重要指标。传统二维扇形靶标影像难以直接用于载荷空间分辨率检测，精度受限于载荷构像模型以及影像校正处理方法。本文结合圆球球面数学模型，设计了扇形与网格混合的球面靶标，提出了一种直接在球面靶标影像上进行光学成像载荷空间分辨率检测方法。该方法针对球面同心圆移动椭圆成像以及偏心率局部一致特点，沿球面同心圆圆心直线方向进行多尺度椭圆拟合，并通过多尺度拟合椭圆长半轴的相对比例关系来精确计算遥感载荷空间分辨率，达到直接基于球面靶标中心投影影像进行载荷空间分辨率检测的效果。采用仿真球面靶标进行检测方法准确性验证，实验结果表明，本文方法具有优于传统检测方法的检测精度。进一步采用中国（嵩山）卫星遥感定标场中布设的实体球面靶标，开展了光学成像载荷空间分辨率检测实验，验证了本文方法的空间分辨率直接检测能力和检测结果有效性。

湖北三鑫金铜矿进入深部开采后，采用扇形中深孔爆破破岩方式回采顶底柱，由于布孔方式和岩石物理力学性质发生变化，导致扇形中深孔爆破存在大块率高、缩口严重等问题。运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对不同孔网参数的中深孔爆破过程进行数值模拟计算。基于现场岩石实际物理力学性质和实际炸药材料参数建立了1.4 m、1.6 m、1.8 m三种不同孔底距和1.6 m、1.8 m、2.1 m三种不同排间距数值计算模型，通过分析炮孔爆破过程中关键时刻模型有效应力云图，确定出扇形中深孔爆破方式的岩石低应力区集中在两炮孔中心线中上部位置，再通过将布置在模型关键位置监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石材料的最大动态抗拉强度对比，确定出当孔底距为2.1 m，排间距为1.4m时低应力区内监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石的最大动态抗拉强度最为接近，确定出三鑫金铜矿扇形中深孔爆破的最优孔网参数：最优孔底距2.1 m，最优排间距1.4 m。经现场应用试验验证在相同炸药单耗的情况下，更优的孔底距、排间距设计能够有效的降低扇形中深孔爆破的大块率高、缩口严重的问题。研究成果可为矿山后续回采工作提供指导，对于存在类似问题的地下金属矿山开采具有一定参考价值。

In this study, we demonstrate a technique termed underwater persistent bubble assisted femtosecond laser ablation in liquids (UPB-fs-LAL) that can greatly expand the boundaries of surface micro/ nanostructuring through laser ablation because of its capability to create concentric circular macrostructures with millimeter-scale tails on silicon substrates. Long-tailed macrostructures are composed of layered fan-shaped (central angles of 45°–141°) hierarchical micro/nanostructures, which are produced by fan-shaped beams refracted at the mobile bubble interface (?50° light tilt, referred to as the vertical incident direction) during UPB-fs-LAL line-by-line scanning. Marangoni flow generated during UPB-fs-LAL induces bubble movements. Fast scanning (e.g. 1mms-1) allows a long bubble movement (as long as 2mm), while slow scanning (e.g. 0.1mms?1) prevents bubble movements. When persistent bubbles grow considerably (e.g. hundreds of microns in diameter) due to incubation effects, they become sticky and can cause both gas-phase and liquidphase laser ablation in the central and peripheral regions of the persistent bubbles. This generates low/high/ultrahigh spatial frequency laser-induced periodic surface structures (LSFLs/HSFLs/ UHSFLs) with periods of 550–900, 100–200, 40–100 nm, which produce complex hierarchical surface structures. A period of 40 nm, less than 1/25th of the laser wavelength (1030 nm), is the finest laser-induced periodic surface structures (LIPSS) ever created on silicon. The NIR-MIR reflectance/transmittance of fan-shaped hierarchical structures obtained by UPB-fs-LAL at a small line interval (5 μm versus 10 μm) is extremely low, due to both their extremely high light trapping capacity and absorbance characteristics, which are results of the structures’ additional layers and much finer HSFLs. In the absence of persistent bubbles, only grooves covered with HSFLs with periods larger than 100 nm are produced, illustrating the unique attenuation abilities of laser properties (e.g. repetition rate, energy, incident angle, etc) by persistent bubbles with different curvatures. This research represents a straightforward and cost-effective approach to diversifying the achievable hierarchical micro/nanostructures for a multitude of applications.

针对目前液滴在方形电极上分离存在的成功率低, 分离后的子液滴体积误差大等问题, 本文提出了一种扇形电极结构的数字微流控芯片。在分析液滴在方形电极上分离的影响因素后, 结合半月形电极、哑铃状电极和弓形电极的优点设计了扇形电极。与传统分离方式相比, 新型芯片在分离前能够调整液滴的初始位置, 分离过程中能保证液滴平稳收缩, 从而提高分离的成功率和精度。最后使用去离子水作为实验对象, 对扇形芯片的分离效果进行了实验验证。结果表明: 使用扇形电极在不同极板间距下分离液滴的成功率均高于传统电极, 并且分离后的子液滴平均误差在±2%以内, 变异系数低至1.83%, 通过减少分离电极的尺寸还能进一步提高分离精度。实验数据证明了扇形分离电极数字微流控芯片能够提高分离的成功率和精度。

基于中空激光光内送粉技术, 运用实时变姿态方法和法向分层方法, 进行了具有不等高熔道特征的扇形结构件成形研究。分析了熔道层高与扫描速度之间的对应关系, 结合不等高熔道的几何模型和熔道层高与扫描速度之间的关系, 采用分段变速的方法熔覆出了不等高熔道。在此基础上进行多道不等高熔道堆积, 成形出了扇形薄壁墙结构。分析表明, 所获得成形件尺寸精度较高, 相对尺寸误差控制在7%以内; 成形件各处显微组织差异较小, 组织细密、均匀。

设计并制作了一种新颖的扇面光束半导体激光器模块, 并在模块中集成了高输出电压、高重复频率驱动电路。该模块由多个LD芯片在慢轴方向沿圆弧排列而成, 采用微柱透镜和平凸柱面镜对LD快轴光束进行准直。驱动电路采用DC-DC电路产生高电压、采用门电路延迟法产生驱动电脉冲。实验测试表明: 该模块峰值光功率为1750W, 光脉冲宽度为6ns, 脉冲间隔为20μs, 光束水平发散角为41.2°, 垂直发散角为0.23°; 可以实现大视场空间、低间隔时间光束发射。

探索性地提出了一种基于新型扇形类抛物面聚焦镜的高功率激光加工用激光光束的展宽方法，并对该方法的实现原理和光路设计进行了研究与相关实验验证。根据几何光学原理，采用光线追迹的方法，对实际激光光束经新型光束展宽系统变换后的聚焦特性进行了分析。理论结果表明，通过光束展宽系统变换后，能够将原始圆形激光束连续扫描展宽为光强分布均匀的大尺寸（20~500 mm）弧形条状聚焦光斑。利用横流CO2激光器，对该光束展宽系统的实际光学变换特性进行了初步实验研究，实验结果与理论结果相符合。

研究了一种新型高功率微波相移器--同轴插板式相移器,其设计思想为:在同轴波导内插入金属导体板,将同轴波导分为几个扇形截面波导,由于扇形截面波导中传输的TE₁₁模相速度与同轴TEM模的相速度不同,通过改变插入金属板的长度就可以实现相移的调节.设计了中心频率为4 GHz的同轴插板式相移器,并进行了数值模拟验证.结果表明:当相移器同轴波导内半径为2.0 cm,外半径为4.5 cm,相移器总长度为50 cm时,可实现的最大相移量为360°,在3.9～4.1 GHz频率范围内相移器的插入损耗低于0.1 dB.