以三棱柱阻流体为无移动部件阀, 结合3D打印技术的快速一体成型特点, 设计并制作了以压电振子为动力源的三棱柱阻流体无阀压电泵。分析了该无阀压电泵的工作原理、理论流量和振子振动特性, 推导出了它的的流量表达式。利用有限元法对三棱柱阻流体的流阻特性进行了仿真模拟, 由其内部压强分布及进出口流速情况, 定性分析了三棱柱阻流体的正反向流阻大小。最后, 使用3D打印机制作了该无阀泵的试验样机, 并进行了流阻和流量测量试验。试验结果表明: 三棱柱阻流体具有正反向绕流流阻不等的特性, 当驱动电压为550 V, 驱动频率为8 Hz时, 该压电泵的输出流量达到最大, 为29.8 mL/min。结果证明了该三棱柱阻流体无阀压电泵具有良好的输送流体的能力。

为了解决MEMS技术制备具有超厚、高深宽比电极结构的射流发生器中三角柱电极尖端部分出现的弧形缺陷以及脱模时缝隙电极易脱落等问题, 提高射流发生器的制作质量以及电共轭流体微型泵的输出性能。结合理论分析与反复试验提出了一系列改进措施: 优化涂胶、热处理、显影等工艺的参数以及缝隙电极的形状, 采用新型KMPR光刻胶去除方法等。通过应用上述方法获得的射流发生器中, 三角柱电极-缝隙电极对厚度约500 μm, 深宽比高, 三角柱电极尖端结构完整, 缝隙电极附着率有很大提高。同时, 利用制备的射流发生器, 设计、装配了电共轭流体微型泵的样机。

结合光纤光栅传感检测技术与旋涡分离原理, 研制了一种基于三角柱型旋涡发生体的光纤Bragg光栅流量计, 在三角柱旋涡发生体中部设置导压腔, 腔内设置粘贴Bragg光栅的等强度悬臂梁, 流体经过发生体两侧时,交替分离旋涡, 导压腔内部产生脉动流体, 等强度悬臂梁产生振动且振动频率与旋涡分离频率成正比, 通过检测悬臂梁振动频率测量流体流量。实验表明, 该流量计的线性度为4.38% FS, 仪表系数为K=3.659, 光纤光栅波长移位频率对流量的响应度为1.182 Hz/(m3/h)。

研究了一种适用于无导光板侧入掠射式发光二极管(LED)平板灯的双面三棱柱阵列微结构扩散板。通过菲涅耳公式理论分析了双面三棱柱阵列增透原理，利用光线追迹软件TracePro模拟仿真了三棱柱阵列深宽比和三棱柱底边宽度对扩散板透射率的影响。模拟结果表明，入射面的透射率随深宽比的增大而增大，对于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)光学材料，当深宽比为0.5左右时透射率达到最大，并不再随深宽比增大而改变。出射面三棱柱阵列微结构深宽比在0.5附近由于两次全内反射导致透射率出现一个下降区域，而三棱柱阵列间距对扩散板的透射率影响很小，结果表明优化后的三棱柱微结构阵列扩散板对掠射光线的透射率可达93%。

提出一种可产生中心光斑较强的无衍射线结构光的新型光学元件——变折射率三角棱镜。变折射率三角棱镜的折射率分布呈阶跃式变化，可以用于解决折射率均匀三角棱镜产生的无衍射线结构光能量均匀分布、中心光斑能量利用率较低的问题。采用几何光学理论分析了产生中心光斑较强的无衍射线结构光的原理，计算了中心光斑较强的无衍射线结构光的相关参数。由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的光强分布特性。研究表明，平面波正面入射新型光学元件可以产生中心光斑较强的无衍射线结构光。

基于ZnO薄膜吸收光谱的温变特性，设计了一种反射式光纤温度传感器。该传感器以镀于蓝宝石三棱镜面上的ZnO薄膜作为敏感材料，采用三棱镜、凸透镜和位于凸透镜焦点处的光纤端面相配合的结构以及相应的反射式光路。室温至500 ℃范围测试实验表明，所设计的传感器的温度曲线线性拟合度达99.3%以上，灵敏度优于0.05 nm/℃。该传感器的理论测温范围可达10 K~1000 K，稳定性高，适用于实际工作环境中的宽温变范围温度测量。

为了获得对称且平行分束的偏振光,对双Wollaston棱镜进行了修正,在获得大分束角的对称偏振光后,配合普通玻璃三棱镜,使对称分束光变成平行分束光,通过改变三棱镜与双Wollaston棱镜间的距离来改变平行光的剪切距离。通过测量其透射比得到新设计的分束器的透射在85%左右,测量误差在0.91%左右。结果表明,该设计方案既节省了材料又节省了测量时间,能够满足较精密的测量需要。

本文针对遥感图像的分形特点,采用局部分形维数进行图像分割。利用金字塔模型替代了局部分形计算中的窗口模板,从而对局部三角棱柱面法进行了改进,减少了图像局部分形维数的运算量。并设计了一种新的递归计算流程,有效地降低了内存存储量。利用此法对遥感图像进行分割,结果表明:改进后的三角棱柱面法提高了基于遥感图像纹理特征的图像分割方法的计算速度,同时保留了三角棱柱面法对于分形维数计算的准确性。