工艺差异引起的Fin结构变化会造成纳米FinFET器件呈现不同的电学特性，使器件的单粒子瞬态效应(SET)复杂化。基于电学特性校准的14 nm SOI 标准型FinFET器件，构建了弹头型、三角型、阶梯型、半圆型及底部椭圆型等5种结构，分析了SET的表征量与Fin结构参数间的相关性，并利用灰色理论，研究了它们之间的内在关联性。结果表明，器件的收集电荷量、沉积电荷量与Fin的截面积显著相关；SET电流峰值、电子-空穴对产生率峰值及双极放大系数同时依赖于Fin的截面积和等效沟道宽度，且对等效沟道宽度的依赖性更强。

为了实现高功率半导体激光器连续泵浦源输出，设计一种使用微通道热沉封装多个单管半导体激光器的堆叠结构。基于有限元分析，此结构可以通过辅助热沉和微通道内部圆柱翅片扩展单管半导体激光器的传热渠道，与传统凹槽微通道相比，热传导效果有所增强，优化提出斜翅片结构，控制水流速，调节流体流动从而产生混流效应，进一步改善微通道散热性能，对其封装下的多单管进行功率拟合，理论最大输出功率可达128.75 W，在微通道热沉所需制冷功耗较低的前提下，可以实现多单管半导体激光器连续工作模式下泵浦且满足其散热需求。

微粒运输和定向操纵在生物领域和医学新技术方面有着广阔的应用前景。设计了一种鳍豚形光纤光镊结构，其结合高阶LP₂₁模式实现了光纤传送带功能。通过将650 nm光源输入155 nm单模光纤中激发高能量比的LP₂₁模式，增强了光纤侧边缘的光场强度。在较低光功率的情况下，将聚苯乙烯微粒（5 μm）捕获在光纤周围侧边缘处，并且沿光纤边缘将其运输至尖端处，最终以粒子枪形式将微粒弹射出去。应用有限元法仿真了鳍豚形光纤探针的光场强度分布，分析了微粒在光纤上的受力情况，并在不同光功率下与普通锥形光纤进行了对比实验，验证了该结构的优越性。该方法设备简单，为光纤操纵提供了新的可能。

为了有效检测输油管道应变, 首先, 提出采用有限元软件对支吊架结构输油管道施加载荷, 仿真管道表面应变分布, 从而优化分布式光纤输油管线应变检测排布方式; 然后, 在实验中将传感光纤沿轴向黏贴于管道外表面, 通过布里渊光时域分析仪(BOTDA)测量光纤布里渊频移, 以对管道表面应变分布进行实时监测。对比仿真和实验数据可知, 管道顶部和底部对应变敏感, 且管道表面应变分布的仿真结果与实验数据基本吻合。

根据某型号微光多谱段成像仪的整机结构特性和工作条件，设计了一种调焦及像移补偿一体化的设备，达到节约空间、保证成像质量以及实现低照度环境下成像的目的。其中调焦功能由丝杠螺母配合楔形滑块实现，像移补偿功能由音圈电机实现，且配合有动、静态两级锁紧装置，使机构的可靠性、抗冲击性显著提高。结构外形尺寸为 349 mm×192 mm×174 mm，调焦范围为±2 mm，像移补偿量为 3 mm，调焦分辨率为 0.05 .m，实测的定位精度为 ±5.7 .m。扫频振动试验得出其一阶模态为 225 Hz，与有限元仿真分析结果基本一致，正弦振动试验和随机振动试验结果良好，均在技术指标要求范围内，说明具有良好的动态刚度，可以有效地避免共振现象的发生。综上所述，该调焦及像移补偿机构具有体积小，结构强度高的特点，可以很好地满足微光相机的工作条件。

基于牛顿粘性定律和计算流体力学(CFD), 在实际项目的基础上探究了五种不同垂直截面形状的翅片式散热器在强迫对流条件下的散热性能, 最终根据其各自的散热性能和经济性筛选出最佳垂直截面形状的散热器为三角形截面翅片散热器, 与传统的矩形截面翅片散热器相比, 其散热性能提升了4.23%, 材料成本下降了17.95%。

压电陶瓷用作微型机器人的致动器具有静音、低功耗等优点, 但在悬臂型应用中高位移所需的高驱动电压是其应用难点。该文针对一种双鳍式微型机器鱼的压电致动器, 设计了可控制输出频率、幅值的高压正弦信号驱动系统。压电致动器的驱动模块采用PA443高压运放设计外围电路, 运放电源基于集成开关芯片设计升压（BOOST）和降压-升压(BUCK-BOOST)开关电源电路, 实现了升压比分别为27和14的+1 66 V和-166 V小型运放电源。信号源模块输出正弦脉冲宽度调制（SPWM）波并对其解调, 经PA443放大成驱动电压。结果表明, 该驱动系统在满足体积小和输出稳定的前提下, 采用交替驱动方式连接负载, 输出峰-峰值可调且最大为326.5 V的正弦双极驱动电压, 具有实用创新性和一定带载能力。

通过数值模拟研究了交错式微针鳍散热器的散热效应，分析了针鳍阵列间距和高度对散热器壁温和压降的影响。结果表明，压降随针鳍间距和针鳍高度的减小而呈非线性增加；壁温随针鳍间距的增大而上升，随针鳍高度的增加则呈现出波动趋势。基于上述研究，进一步利用响应表面近似法对微针鳍的横向间距、纵向间距和高度进行了优化，优化后压降最大可降低61.11%。

引入潜热型功能热流体替换现有传统工质冷却大功率激光器, 实验研究了潜热型功能热流体与传统工质去离子水在高4 mm、宽2 mm、间距1 mm的微针肋内的层流流动换热特性。结果表明: 在雷诺数Re为625～1125范围内, 潜热型功能热流体均表现出比水更好的冷却性能及更低的壁面温度, 且存在最佳的质量分数值; 相同工况下, 潜热型功能热流体平均努谢尔数Nu大于去离子水, 平均努谢尔数Nu随着雷诺数Re的增加而增加。拟合了平均努谢尔数与流体雷诺数、普朗特数、质量分数的经验的关系式, 最大偏差为16.9%, 可以较好反映潜热型功能热流体的换热特性; 潜热型功能热流体沿着流动长度的方向存在一个稳定的局部换热强化区, 且强化换热存在最佳的长度。