根据修正偶应力理论和哈密顿原理，并结合经典的层合梁理论，推导出具有层合结构、考虑力 电耦合作用的微米级均质、非均质锆钛酸铅(PbZrTiO3，PZT)智能驱动器尺度相关的运动控制方程和固有频率。通过引入的材料内禀特征尺寸参数，成功捕获了微米级PZT智能驱动器的尺寸效应。数值分析显示，不同基体材料对微米级均质、非均质PZT智能驱动器归一化固有频率影响较小；压电层厚度不变，随着基体厚度增加，微米级PZT驱动器尺寸效应逐渐变小；随着结构特征尺寸逐渐增大，尺寸效应逐渐消失。

采用Mie散射方法计算了小尺度范围内, 0.65 μm波长大气气溶胶粒子光学特性与折射率、粒子尺度参数的关系, 并分析了折射率虚部对气溶胶粒子散射相函数的影响。结果表明: 在小尺度范围内, 气溶胶粒子散射特性受折射率、尺度参数影响较大, 折射率实部和尺度参数对消光效率因子等非散射角散射参量的影响存在一定程度的对称性。同时还发现, 在特殊散射角位置, 无论对于单粒子还是对于多分散粒子群系统, 气溶胶粒子(群)的散射相函数与折射率虚部基本无关, 不同折射率虚部的散射相函数在前向散射方向存在交点, 交点位置随粒子尺度参数的变化基本为高斯分布。随着粒子尺度参数的增大, 交点位置向前向小角方向移动, 并逐步趋于离散。这一结论对了解大气气溶胶粒子的散射效应具有一定的参考意义。

漫反射光谱技术被广泛应用于无创测量生物组织光学性质。当光源与探测器很近时,仅仅依靠吸收系数μa和约化散射系数μs′不能准确描述光源附近光的传播状态。而二阶光学参量γ的引入改善了近光源光的传播状态的描述。本文将生物组织的散射等效成特定球形颗粒的散射,基于Mie散射理论,计算了与散射相函数p(θ)有关的单粒子和多分散系粒子的二阶光学参量γ,研究了γ随尺度参数α和相对折射率m的变化规律,描述了γ与组织结构参量之间的联系,并阐述了γ对粒子特征的表征能力。研究表明,参量γ对尺度参数α小于2的微粒尺寸的改变是敏感的,并呈二次函数关系,其系数与相对折射率呈线性关系;对于相对折射率和尺度参数都不相同的两个粒子,他们的各向异性因子g相同时,二阶光学参量γ却不同,粒子越大,γ表征粒子特征的能力越强。这对于无创探究组织微观形态具有深远的意义。

空间遥感器的大口径反射镜的设计目标是高比刚度。为限制发射成本, 尽可能降低镜体质量; 为保证反射镜的功能需求, 尽可能提高镜体自身的刚度, 随着反射镜口径的增大, 反射镜的轻量化设计更加重要。针对某Φ2 m口径天基大口径反射镜镜体的轻量化设计, 采用了传统经验设计、拓扑优化设计和尺寸参数优化设计相结合的综合优化设计方法, 相对大口径反射镜镜体的传统轻量化设计方法, 这种综合优化设计方法可使设计结果快速收敛, 获得最优化的设计结构。采用综合优化设计方法完成镜体的优化设计后, Φ2 m口径天基大口径反射镜镜体的质量为326 kg, 镜体轻量化率高达82.5%, 单镜在光轴竖直状态, 在1 g重力载荷作用下, 取决于镜体刚度的评价镜体成像质量的镜面面形精度RMS值的变化量优于4.9 nm, 单镜在光轴水平状态, 在1 g重力载荷作用下, 镜面面形精度RMS值的变化量优于4.3 nm。结果表明, 镜体质量优于设计要求的340 kg; 镜面面形精度RMS值变化量优于设计要求的5 nm, 满足了镜体要求的高比刚度要求。

针对空间遥感器反射镜组件的结构复杂性和高性能需求, 对空间遥感器反射镜组件的设计方法进行了研究。提出了一种经验设计、拓扑优化与尺寸参数优化相结合的设计方法, 该方法可使设计结果快速收敛, 获得最优化的设计结构。采用该方法完成了某空间遥感器反射镜组件的结构设计, 通过有限元分析的手段得到了表征反射镜成像质量的RMS值, 同时对整个反射镜组件进行了动力学分析计算, 最后利用环境试验对有限元分析结果的正确性和设计的合理性进行了验证。结果表明: 在重力载荷、温度载荷、镜面加工残差和装配误差的综合影响下, 反射镜组件面形误差RMS值满足使用要求; 整个结构有一个好的动态刚度和合理的模态分布, 反射镜组件动态性能优良, 满足使用要求。针对反射镜组件的设计, 该设计方法是一种有效的、可靠的设计方法。

分别用几何光学(GOM)、Lorenz-Mie散射方法计算了0.55 μm波段球形粒子的散射特性，并对两种计算方法的准确性进行了分析。研究了粒子尺度参数、折射率虚部对粒子0°散射相函数的影响。结果表明：在粒子尺度参数大于60时，GOM计算的球形粒子的散射特性与Mie非常接近。在粒子尺度参数小于1 000时，两种方法得到的前向散射相函数与粒子尺度参数均成二次方关系，且计算结果基本一致；随着粒子尺度参数的增大，前向散射与尺度参数之间将逐步失去二次方关系。当粒子尺度参数大于10 000时，采用GOM方法得到的结果要比Mie散射方法的结果偏大；当粒子尺度一定时， 0°散射相函数与折射率虚部之间呈先增大后减小的规律。

越来越多的与微粒相关的技术问题在许多领域出现, 这些问题都与Mie散射理论有关。利用Matlab改进算法, 对球形微粒子Mie散射特性做了较为全面和深入的分析, 有助于Mie散射理论的研究和应用。

选取冰晶、沙尘和碳黑等典型气溶胶粒子为例, 应用T矩阵方法, 探讨了单分散长椭球形气溶胶粒子的散射相函数随纵横比、尺度参数和折射率的变化规律。折射率虚部为0时, 以纵横比为0.4的冰晶粒子和等表面积的球形冰晶粒子为例, 将两者的相函数比值ρ划分为5个数值区域: 1) 0°附近的前向散射ρ≈1, 2) 从5°左右到30°左右ρ>1, 3) 从30°～35°到80°～110°ρ<1, 4) 从80°～110°到150°～160°ρ1, 5) 160°以后ρ1。 同等条件下, 由于折射率的变化, 沙尘粒子ρ<1对应的范围扩大至更大角度, 而ρ1和ρ1对应的角度区域均相应减小, 而碳黑粒子的ρ1和ρ1对应的角度区域则消失, ρ演变为3个数值区域。上述长椭球形粒子散射相函数的结论为气溶胶粒形检测和分析提供了理论依据。

本文主要讲述了Mie散射物理参量的一种改进数值算法, 在抛弃了Mie散射物理参量的经典算法——连分式算法和后向递推算法之后, 在现有利用Matlab计算散射参量的基础上, 充分利用了Matlab内置命令集和函数集, 得出了任意折射率且尺度参数在10-4～104的球形粒子散射参量的准确计算结果。收敛数度比改进后向递推快, 相应的程序简单易读且执行时间大为缩短, 比现有经典算法所用的递推关系较少, 因此在很大程度上避免了递推过程中误差的积累, 保证了计算结果的可靠性。

报道钕玻璃微球腔在尺寸发生微小变化时腔模也随之移动；腔模移动对泵浦耦合产生了重大影响.