提出了一种高温大量程的蓝宝石法布里-珀罗（F-P）干涉仪压力传感器。传感器由三层蓝宝石晶片直接键合而成，包括蓝宝石衬底、带通孔的蓝宝石晶片和感压蓝宝石晶片。飞秒激光用于在蓝宝石晶片的中心刻蚀通孔，并粗糙化感压蓝宝石晶片的外表面。利用蓝宝石晶片抛光面作为F-P腔的反射面，有助于降低解调出的光学腔长波动，提高压力分辨率。提出的传感器在室温、0~30 MPa的高压力范围内光学腔长随压力线性变化，压力灵敏度为0.1253 μm/MPa，相对分辨率达到0.04% FS（full scale，全量程），且能在700 ℃下稳定工作。

基于广义Lorenz-Mie理论,对蓝宝石晶片中微体缺陷的散射特性进行了仿真,分析了散射光接收位置、缺陷大小、入射光波长对散射光强的影响。结果表明:前向散射方向上的空间散射光强信息量最大,检测结果最准确;缺陷大小对散射光强分布具有显著影响,可以将散射光强分布曲线的特征作为判断缺陷大小的依据;入射光波长越小,测量越准确。

提出并研制了一种基于蓝宝石晶片的光纤法布里-珀罗(法珀)高温传感器.该传感器采用斜端面蓝宝石光纤作传输波导, 蓝宝石晶片作法珀干涉仪, “陶瓷插芯-陶瓷套管”结构做为传感器的固定结构.通过傅里叶变换-最小均方差联合算法解调传感器的反射光谱, 实现了20℃～1 000℃范围内的温度测量, 测试准确度为±2.5℃.该传感器具有体积小、成本低、制作简单以及重复性高的优点, 可用于高温环境下稳定、精确的温度测量.

开展了固结磨料研磨单晶蓝宝石面板的实验研究, 探索了不同研磨液对材料去除速率和工件表面质量的影响。分析了研磨液对蓝宝石表面的化学作用, 探索了固结磨料研磨蓝宝石晶体的材料去除机理。 实验显示: 使用W14镀镍金刚石固结磨料研磨蓝宝石单晶, 研磨液仅为去离子水时, 材料去除率(MRR)为149.8 nm/min、表面粗糙度(Ra)为76.2 nm;而研磨液中加入2%的乙二醇后, 相应的MRR为224.1 nm/min, Ra为50.7 nm。用光电子能谱仪(XPS)分析了工件表面, 结果表明含有乙二醇的研磨液能够增加蓝宝石工件表面的活性。得到的结果显示: 在溶液中加入乙二醇有利于表面软化层的生成并增加蓝宝石表面的活性, 说明研磨液对蓝宝石单晶研磨效率的提升和表面质量的改善具有促进作用。

采用均相沉淀法制备了SiO2/CeO2复合磨料，并利用X 射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等对样品的相组成和形貌进行了表征。将所制备的SiO2/CeO2复合磨料用于蓝宝石晶片的化学机械抛光，利用原子力显微镜检测抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度。结果表明：所制备的SiO2/CeO2复合磨粒呈球形，粒径在4050 nm；在相同条件下，经过复合磨料抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度为0.32 nm，材料去除速率为16.4 nm/min，而SiO2抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度为0.92 nm，材料去除速率为20.1 nm/min。实验显示，复合磨料的材料去除速率略低于单一SiO2磨料，但它获得了较好的表面质量，基本满足蓝宝石作发光二极管（LED）衬底的工艺要求。