基于增材制造（AM）技术和光纤布拉格光栅（FBG）制备了一种土压力传感器。标定实验结果表明，FBG土压力传感器的灵敏度为0.2 pm/kPa，最小分辨率为5 kPa，量程为1000 kPa；且该传感器的灵敏度可根据需求用AM参数（填充密度、填充材料）进行调整，从而减小测量误差。室内模型箱的实验结果表明，该传感器能有效测量加载过程中土体内部的压力，且测量范围广，分辨率、量程可以根据实际情况定制，为土体内部的压力监测提供了一种新思路。

增材制造技术可以制备高灵活度的测斜传感器，即传感器的灵敏度、分辨率、量程均可以根据需求进行设计与制作，因此，基于光纤布拉格光栅和增材制造技术研发了一种新型测斜传感器。为了验证该传感器的性能，推导了该传感器的测量原理并开展了标定实验和边坡模型加载实验。实验结果表明，该传感器的测斜灵敏度为0.0824 （°）/pm，分辨率为12.14 pm/（°），量程大于60°；且该传感器与线性可变差动变压器传感器的边坡实验结果相吻合，位移差小于0.08 mm。

非晶合金材料具有独特、优异的性能,一直受到科技界的高度关注。随着高端装备制造领域的发展以及关键器件需求的增加,应用激光制造技术进行块体非晶合金构件成形、材料表面非晶强化与微细加工的研究备受关注。本文通过综合国内外文献资料,对非晶合金激光制造技术领域的有关研究状况进行了全面总结,分别介绍了非晶合金激光增材制造、非晶合金激光焊接、激光表面非晶化、激光熔覆非晶涂层和非晶合金激光烧蚀加工等方法与技术,阐述了相关技术的原理、研究现状、应用领域及发展趋势,最后对非晶合金激光制造技术进行了总结与展望。

惯性约束聚变高功率固体激光装置研制对大口径光学元件提出了全频段精度控制指标要求, 以及高效率、批量化制造需求。本文围绕“超精密、确定性”强激光光学元件全流程制造方法, 总结了近几年大口径强激光光学元件超精密制造技术取得的重要进展, 重点介绍了单点金刚石超精密切削技术、非球面超精密数控磨削技术、确定性抛光技术等一系列关键技术, 以及相关工艺及装备在强激光光学元件批量制造流程线中的应用情况。

随着光学测量与遥感领域的不断发展, 折反式光学系统对重量、体积和环境适应性等需求不断提高。基于增材制造技术的金属反射镜以其便于实现优化设计、快速制造和加工工艺性好等优点, 逐渐获得国内外学者的关注与研究。与传统金属反射镜相比, 增材制造金属反射镜可以提高反射镜的结构刚度, 同时可实现更高程度的轻量化。增材制造反射镜可以满足光学系统对环境适应性和快速性的需求。本文首先讨论了金属反射镜的评价指标; 其次, 综述了国内外在基于增材制造技术制备金属反射镜领域的发展现状和技术参数, 从增材制造金属反射镜的基体设计与制备和基体的后处理2个方面展开论述; 然后, 通过分析, 总结了增材制造金属反射镜的技术路线和关键技术; 最后, 对增材制造反射镜的应用前景提出了展望。

将基材预热至100 ℃和400 ℃,采用激光沉积制造技术制备了直接过渡TA15/GH4169复合结构,研究了预热温度对TA15/GH4169微观组织、残余应力及显微硬度的影响。结果表明:基材预热对复合结构成形质量的影响较大;基材未预热时,复合结构在界面处断裂;预热基材至400 ℃后,成形质量得到了改善,在界面处形成了厚度约为0.33 mm的过渡区;随预热温度升高,GH4169侧的残余应力明显降低;预热基材至100 ℃时,残余应力值较未预热时降低了21.59%,预热至400 ℃时,残余应力降低了33.19%;复合结构的显微硬度随预热温度升高呈轻微下降的趋势,在同一预热温度下,过渡区的显微硬度最高;预热基材至400 ℃时,过渡区硬度较TA15侧提高了91.2%。

采用激光增材制造(LDM)技术在TC4钛合金基体表面制备了TC4钛合金熔覆层,研究了不同扫描速率下制备的熔覆层的组织、显微硬度以及其在H₂SO₄溶液中的抗电化学腐蚀性能。结果表明:熔覆层的主要物相为α-Ti,且在β晶界附近生成了细针状α'马氏体,组织呈正交状网篮结构;随着扫描速率增大,熔覆层的平均显微硬度先增大后减小,腐蚀电流密度先降低后升高,电荷转移电阻先增大后减小,即其耐蚀性先增强后减弱;当扫描速率为10 mm/s时,熔覆层具有最大的平均显微硬度(390 HV)、最小的腐蚀电流密度(1.2337 μA·cm ^-2)、最大的电荷转移电阻(11500 Ω·cm ^-2),此时的熔覆层具有较好的抗电化学腐蚀性能。

针对目前微透镜设计与加工中存在的问题,本文提出了一种大尺寸、高填充率的微透镜阵列设计与加工方法，并成功应用于基于手机屏幕的三维集成成像显示系统。根据焦面模式下的集成成像原理，建立了透镜阵列参数与集成成像显示关键参数的关系，并设计了高填充率透镜阵列的孔径与焦距。采用超精密铣削方法加工出金属母板，通过纳米压印和图形转移复制的方法，在涂有UV固化胶的PET透明膜上得到了高填充率的微透镜阵列膜，并将其应用于基于手机显示屏的集成成像系统。测试结果表明，在5.7英寸全高清手机屏幕上，直接覆盖孔径为0.526 mm、焦距为2 mm、填充率为100%的透镜阵列，可以实现立体图像出屏距离达4 cm、视场角为12.5°的集成成像显示效果。系统的设计与透镜阵列的制作完全满足集成成像要求，裸眼观看立体图像清晰、逼真，系统集成度高，使用方便。