微型透射式X射线管广泛应用于能量色散X射线荧光分析领域, 具有体积小、 功耗低、 X射线发射效率高等特点, 可作为手持式X射线荧光分析仪器的激发源。 目前常用铍(Be)作为出射窗材料, 成本高, 而且有毒性。 同时为减少低能散射射线, 在射线管前端放置铝(Al)作为过滤窗。 本文拟采用Al为微型透射式X射线管出射窗材料, 透射高能射线, 屏蔽低能散射射线, 降低制作成本和难度。 文中采用蒙特卡洛模拟软件MCNP5模拟计算不同银(Ag)靶厚度和Al窗厚度的X射线管输出谱。 结果表明, Al窗对低能射线的屏蔽作用强于对高能射线的屏蔽作用, 在Al窗厚度超过1.5 mm时, 低能射线完全被屏蔽, 高能射线有部分透射。 通过和已有研究成果［1, 5］对比分析, 在Ag靶厚度为2 μm, Al窗厚度为0.8 mm时, 低能射线所占的比例仅为0.087 8%, 高能射线产生率为0.002 73%, 既能有效屏蔽低能射线, 又能保证高能射线较高的出射率, 能够满足野外现场能量色散 X射线荧光分析的需要。

等强度悬臂梁作为力学传感器的关键转换元件, 不同尺寸和材料的悬臂梁, 其自由端的挠度和作用力的量程及光纤光栅的最大微应变也不同。采用光学测量中的基本元件光纤光栅及等强度悬臂梁为模型基础, 设计模型平面节点坐标有六个, 平面节点坐标可以改变等强度悬臂梁的尺寸, 模型厚度依次设置为0.005m、0.010m、0.015m、0.020m、0.030m。对初始尺寸, 厚度为0.005m, 材料选择为碳素钢的悬臂梁的仿真, 结果表明, 光纤光栅工作在均匀应变区时, 其自由端挠度的量程为0~2.767×10-2m, 作用力的量程为0~437N,光纤光栅的最大微应变为171με。

在热镀锌钢板表面制备了硅烷钒锆复合钝化膜。用X射线光电子能谱(XPS)、射频辉光放电发射光谱(rf-GD-OES)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)表征了钝化膜的组成结构, 分析了硅烷钒锆复合钝化膜的成膜机理。结果表明: 硅烷之间互联构成了硅烷钒锆复合钝化膜的主成膜成分, 无机缓蚀剂均匀分布在膜层中。钝化膜表面Si2p的XPS窄幅扫描谱100.7 eV处的拟合峰和红外光谱在波数1 100 cm-1 Si—O吸收峰变宽加强, 表明硅烷以Si—O—Zn键的形式化学吸附在锌的表面, 硅烷分子之间通过Si—O—Si键相互交联;红外光谱中1 650和1 560 cm-1的两个酰胺特征峰, 结合910 cm-1的环氧特征峰的消失, 表明γ-GPT的环氧基团在氨基活性氢的诱导下开环和γ-APT的氨基之间发生聚合反应形成交联的空间网状结构;rf-GD-OES分析发现钝化膜0.3 μm处存在一层富氧层, 钝化反应生成的ZrF4, ZrO2和钒盐等无机物均匀分布在钝化膜中。分析膜层组成结构和成膜前后的ATR-FTIR光谱, 研究了成膜过程中发生的物理过程和化学变化, 提出了硅烷钒锆复合钝化膜的成膜机理。

针对影像导航手术提出了一种基于灰度距离融合的2D/3D刚性图像配准方法。该方法使用一种新的灰度距离信息对最常使用的传统相似性测度(互信息,互相关及模式强度)进行约束,构建一类新的相似性测度(距离互信息,距离互相关和距离模式强度),并用维也纳医科大学公开发表的2D/3D刚性配准金标准数据来评估新测度的配准性能。与基于灰度的传统相似性测度相比,文中方法构造的新相似性测度在平均目标配准误差(mTRE)的均值和标准差上均有显著降低,其中均值至少降低了28.15%,标准差最少降低了61.17%。以mTRE小于2 mm为配准成功的依据时,新测度的配准成功率比传统测度至少提高了25.56%。此外,新测度在配准优化过程中的迭代次数比传统测度平均降低了35.59%。结果显示：基于灰度距离融合的2D/3D刚性配准方法比基于单一灰度的配准方法具有更好的图像配准性能。

为辅助小型机器人的双目视觉系统，对中距离目标进行识别与定位，设计了一种安装在机械臂等狭窄空间内的小孔径镜头。在镜头光阑与第一个镜片之间加入反射镜将光路进行 90 °转折后可以使镜头的主光路与开孔表面平行以便于镜头的固定与安装。这种转折式小孔镜头的焦距长 12 mm，最终设计结果的光学性能分析表明，其 MTF在 110 lp/mm的空间频率处满足要求，是一款能够与 720 p高清芯片相匹配的高分辨率小孔镜头。

利用自主合成的非线性有机-无机复合材料作为包层，紫外光敏型SU-8负胶为芯层，通过直接光写入技术成功研制了双有源包层结构聚合物41×41信道阵列波导光栅(AWG)器件。器件在设计中采用正矩形的波导结构。经计算，当包层厚度为5 μm，芯径尺寸为4 μm×4 μm时，可实现单模传输。 器件波长间隔定为0.8 nm，中心波长为1550 nm。经测试，该器件传输损耗为1.2 dB/cm，中心信道衍射损耗为6.2 dB，实测波长间隔为0.793 nm，器件的温度漂移量为-0.08 nm/℃。

针对死区效应会导致永磁同步直线电机相电流失真、推力波动, 从而限制其在精密气浮工作台等高精度、低频轻载场合应用的问题, 提出了一种根据相电流极性改变驱动器输入信号脉冲宽度来补偿死区效应的方法, 双刷新补偿法(DUDTC )。首先, 分析了死区效应引起的驱动器输出信号脉冲宽度变化, 给出了脉宽调制(PWM)信号上升沿和下降沿的补偿与相电流极性间的关系; 然后, 在Matlab/Simulink中对死区效应的影响和双刷新补偿法的作用进行仿真; 最后, 在直线气浮工作台系统中实现了双刷新补偿法。实验显示, 该方法相位延迟仅0.5个伺服周期, 在电机速度开环和闭环下均使相电流畸变减小, 波形正弦化。结果表明, 双刷新补偿法能有效改善直线电机电流环性能, 且代码量少、移植性好, 适用于各类数字开关驱动系统。

提出一种基于稀疏表示的掌纹识别方法, 该方法借鉴二维主成分分析(PCA)良好的数据压缩属性和较快的特征提取速度, 生成掌纹特征图像。二维 PCA不仅克服了一维 PCA数据维数过大不易计算的缺点, 而且保留了原始图像的数据结构, 提取的特征能更好的代表原始图像。为了便于稀疏表达, 对提取的掌纹特征图像利用一维主成分分析进行二次特征提取, 得到训练样本。虽然此处使用了一维 PCA, 但是由于这是二次特征提取, 提取的特征还是保留了原始图像的数据结构, 相比单纯的一维 PCA, 提高了识别率。利用训练样本构造出冗余字典, 并采用稀疏表示理论将测试样本表示为字典原子的线性组合, 然后根据表示系数的稀疏性与稀疏集中度实现分类识别。由于该方法利用了表达系数的稀疏性, 因此减小了算法的时间和空间复杂度。实验表明, 针对香港理工大学的 MSpalmprints Database, 本文方法的识别率较传统方法有明显提高。

通过氮气等离子体辅助脉冲激光沉积(PLD)技术制备了氮掺杂氧化锌(ZnO∶N)薄膜。经过低温快速热退火(RTA)处理后, ZnO∶N薄膜呈现p型导电特性。利用X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)和霍尔测量对ZnO∶N薄膜中N的化学状态及其光学和电学性质进行了系列的研究。结果表明: 所制得的p型ZnO∶N薄膜为高度补偿半导体; RTA工艺不仅可以激活薄膜中更多的N受主, 还可以弱化由薄膜中的施主缺陷造成的自补偿效应。在低温PL光谱中观察到了3种与氮受主相关的光发射, 并且通过自由电子-受主(FA)辐射复合光发射确定了薄膜中N受主的离化能(128 meV)。随着退火温度的升高, 施主-受主对发射峰呈现了略微的红移现象, 这可以通过势能波动模型加以理解。