簇路由是节省无线传感网络 (WSNs)能量的有效策略。簇头的选择是簇路由的关键。然而, 传统的簇路由是采用固定周期更新簇头, 并没有考虑到簇头的剩余能量。为此, 针对稳定簇头选择协议(SEP)进行改进, 提出基于多级能量阈值的簇头更新策略, 记为 I-SEP。I-SEP路由考虑三类节点, 这三类节点的初始能量不同。并针对三类节点的能量以及比例, 计算它们成为簇头的概率和阈值。同时, 每轮计算簇头的剩余能量, 只有簇头剩余能量小于预定的阈值, 才进行簇头更新, 否则原来的簇头仍作为簇头, 进而减少了更换簇头所带来的能耗。仿真结果表明, 相比于 SEP, 提出的 I-SEP路由有效地降低了能耗, 延长了网络寿命。

针对无线自组网按需平面距离向量路由协议(AODV)路由度量的单一化而引起的节点能耗枯竭,形成的网络区域化以及路径拥塞问题，提出一种多度量路径选择机制的路由协议――M-AODV. 以AODV路由协议为基础，在路由发现阶段，根据设定的能量阈值和接收信号强度阈值选择能量较高和信号强度较强的节点作为路由节点；在路径选择阶段，首先根据物理层的接收信号强度、拥塞度和跳数计算每段链路稳定值，其次将每段路径稳定值进行累加得到整条路径的稳定值,最后选择稳定值最大的路径作为最优路径. 使用NS2.35仿真软件仿真，结果表明：改进后的协议与AODV相比在端到端延时缩短了近30%，在数据包传输率、吞吐量和节点存活率方面优于AODV和I-AODV-SE路由算法.

X射线光子计数探测器是多能谱CT成像技术的核心, 其通过能量阈值可以选择记录不同能量的X射线光子, 有助于分析不同材质的物理特性。 利用搭建的基于光子计数探测器的多能谱CT系统, 开展高纯度金属材料K-edge特性识别实验研究。 通过设置探测器的不同能量阈值, 在不同能量范围获取金属材料投影图像, 利用投影图像灰度信息分析不同能量X射线的衰减特性, 以识别金属材料K-edge特性。 最终实验结果表明, 基于光子计数探测器的X射线能谱CT系统, 能够识别金属材料与特定能量X射线光子发生相互作用所表现出的K-edge特性。 通过计算K-edge特征峰能量阈值与材料K-edge理论能量值之间的线性对应关系, 对光子计数探测器的能量阈值进行了标定。

研制了染料掺杂胆甾相液晶激光器, 测试分析了器件激光输出特性。将激光染料DCM、手性剂S-811、液晶TEB30A按一定比例混合, 注入摩擦取向的液晶盒中, 形成平面态排列的胆甾相液晶激光器件。利用532 nm波段的Nd:YAG脉冲倍频激光泵浦液晶器件, 获得了禁带边沿激光输出, 测量分析了激光能量阈值特性与激光光斑能量分布特点。液晶激光器在光子禁带边沿607 nm和680 nm处获得激光输出, 线宽小于0.5 nm。在液晶器件中, 光子禁带边缘处光子态密度最大, 此处器件阈值较低, 容易产生激光辐射。

根据表皮内黑色素的产生及迁移特点，提出10种黑色素形态分布假设，采用两尺度皮肤传热模型研究黑色素形态分布、激光脉宽、病变血管尺寸和深度等参数对激光治疗葡萄酒色斑过程中表皮层和血管能量阈值的影响。结果表明,黑色素分布对表皮能量阈值影响较大，对血管无明显影响。黑色素分布越均匀，血管尺寸越小、埋藏越浅，则血管性皮肤疾病疗效越好。黑色素仅分布于表皮基底层时，应适当延长制冷剂喷雾时间。血管性皮肤疾病达最佳疗效前提下，黑色素分布越均匀、血管尺寸越大，应选取接近病变血管热弛豫时间的较长脉宽（15~20 ms）激光；血管尺寸越小，埋藏越深，皮肤激光手术中应选取较短脉宽（小于5 ms）激光。

采用中心波长800 nm、脉宽130 fs、频率1 kHz的飞秒激光脉冲对316L不锈钢样品，在高真空环境中进行了微结构制备研究。实验获得了飞秒激光对316L不锈钢的单脉冲烧蚀阈值；并分别对高于和低于能量阈值的激光在多次脉冲下激光能量的累积效应进行了实验研究。实验结果表明：高于阈值的单脉冲能量100 μJ，随着脉冲次数的增加，分别获得了亚微米级激光诱导周期性表面结构（LIPSS）、微米级波纹结构和微米级锥状钉结构；低于阈值的单脉冲能量20 μJ，在累积脉冲下也能获得LIPSS和微米级波纹结构。

质子束轰击探测器产生的感生放射性核素，将使探测器成为一个典型的外照射辐射源，针对感生放射性核素种类、活度的计算有利于辐射防护工作的开展。使用FLUKA蒙特卡罗程序，研究了低能质子束(20 MeV以内)轰击三种探头材料(铜、钽、钨)产生的感生放射性问题，得到探头材料在一定照射时间下的放射性核素活度及指定冷却时间后的剂量水平。研究结果表明，质子束轰击铜探头产生感生放射性的能量阈值最低(4~5 MeV)，而钨、钽探头与质子束产生感生放射性的能量阈值较高。相同照射时间下的钨、钽探头产生感生放射性总活度远低于铜探头，在冷却1 h后其放射性总活度降至最低。

不同温度下利用钛宝石激光器输出的飞秒激光脉冲(脉宽42 fs，中心波长800 nm，最大单脉冲能量3.6 mJ)，通过扫描方式在硅表面诱导产生表面微结构。采用光学显微镜和扫描电镜观察飞秒激光诱导硅表面微结构的形貌，发现不同温度下硅片表面形成的微结构区域和形貌出现明显的差异。根据观测结果，分析比较了不同温度条件下硅材料微结构形成的能量阈值。随着温度升高，形成的微结构区域减小，飞秒激光诱导形成硅表面微结构的能量阈值升高。这对于研究飞秒激光与物质的相互作用有一定的参考价值，也能对将来实现硅表面微结构的制作提供参考。

为了解决Teflon脉冲等离子体推进器存在的性能低、有污染等问题，设计了以水为工质的脉冲等离子体推进器系统，并研究了它的主要工作指标的能量阈值。分析了水工质脉冲等离子体推进器系统的放电类型形成条件及原因，通过放电电压和电流测试实验，对工作能量阈值进行了实验研究，得到了稳定运行能量对应的储能电容值。实验结果表明: 在足够高的电场强度和足够大的触发电流下，才能产生保证稳定工作触发概率的初始等离子体; 而水工质脉冲等离子体推进器的正常工作能量范围由储能决定，与储能电容的容值不相关。研究结果为发展无污染、性能高、具有广适性的低功率水工质脉冲等离子体推进器打下了一定的基础。

采用有限元方法模拟了激光辐照下充压柱壳的热力学响应, 计算了不同工况下结构的瞬态温度场和应力场, 根据材料强度准则判断了柱壳的破坏时刻, 并提出了一种预测激光辐照下充压柱壳破坏能量阈值的数值方法。研究了壳体厚度和内压大小对柱壳破坏能量阈值的影响, 并给出了典型工况下柱壳破坏能量阈值同壳体厚度以及充压大小的关系。数值计算结果表明：破坏能量密度阈值与壳体厚度、内压大小近似成线性关系, 壳体厚度比内压大小对柱壳的激光破坏能量阈值影响更大。