近年来，微波加热以其高效性和内部加热等优点在各领域得到广泛应用。然而，微波加热的不均匀性限制了其大规模工业应用的发展。高均匀性和高效率是微波加热领域研究的重点。效率低会造成能源 的浪费，而不均匀加热会导致加热品质差、甚至热失控等现象。本文提出一种双端口选频加热方法，通过在腔体中内置两个正交极化天线方式进行馈电。并且利用扫频来分析各频点的加热效率以及不同频率对加热效 果的影响。最后选择性地对其中高效率的频点进行选频加热，使其在维持加热高效率的前提下提高加热的均匀性。

以积分球反射率测量装置平台为基础，开展了大气和真空环境下，连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料加热效率实验研究，得到在大气常压、20Pa和0.4Pa真空环境下，30CrMnSiA碳钢材料的温度历史曲线，以及辐照过程中材料表面反射率变化曲线。在大气环境下，激光加热诱导30CrMnSiA碳钢发生剧烈的氧化放热反应，材料的反射率大幅下降，导致材料温升迅速，最后熔穿；而在真空环境下，材料氧化反应缓慢，反射率变化较小，致使材料温升缓慢。结果表明：大气和真空环境下，连续激光对30CrMnSiA碳钢金属材料的加热效率差异明显，大气环境高于真空环境。

为了把激光加热静止圆柱壳的实验测量结果应用到旋转圆柱壳的激光参量估计中,研究了旋转圆柱壳的激光加热效率。用积分变换法得到了旋转圆柱壳的温度分布,分析了最大温升点相对激光峰值强度点的滞后现象。基于静止圆柱壳和薄壳假设,导出了旋转圆柱壳激光加热效率及估计辐照时间的表达式。对于旋转金属圆柱壳,最大温升点相对激光峰值强度点的滞后角和激光加热效率取决于无量纲参量DR(柱壳半径R与束斑半径r0之比)、DL(横向热扩散尺度4ατL与束斑半径r0之比)及DM(加热时间τL与柱壳旋转频率fR的乘积)。达到相同的最大温升时,旋转圆柱壳的激光辐照时间和静止圆柱壳的激光辐照时间之间存在与激光功率无关的非线性关系,而激光功率决定了所需的绝对激光辐照时间。

基于傅里叶热传导方程，利用积分变换法推导出连续激光和重复频率(RF)激光束辐照圆柱壳体温度分布的三维近似解析解，给出了重复频率激光相对于连续激光的加热效率表达式。在此基础上，数值计算了45#钢壳体在不同重复频率和旋转角速度下的温升，分析了激光参数和材料热特性对加热效率的影响。研究结果表明，重复频率激光加热壳体的加热效率小于连续激光，随着重复频率的增加而增加并逐渐接近连续激光，且主要取决于两个无量纲参数(Da=4ατ/r20,m=fLτ)。对于旋转壳体，环向温度呈周期性振荡分布，其振荡特性取决于激光的重复频率fL和壳体的旋转频率fR的匹配情况，fH=fL/fR越大,振荡的幅度越小，越接近连续激光辐照。研究结果对目标抗激光旋转防护设计具有应用价值。