为了解决低压器件中银基触头易熔焊、易烧蚀、电寿命不足的问题，采用了激光法制备新型石墨烯/银基复合触头。通过激光熔覆技术在商用AgNi15触头表面制备了全覆盖的石墨烯薄膜，将其作为独立涂层抵抗环境的破坏; 进行了理论分析和实验验证，取得了最优工艺条件及相应的性能数据。结果表明，所制备的新型石墨烯/银基复合触头硬度为104.05 HV，密度为9.15 g/cm3，接触电阻为0.016 Ω。该研究为高性能低压触头提供了新的解决方案和实验基础。

为了解决电力系统中关键材料电触头同时受到电弧烧蚀、动静触头相互碰撞产生的冲击载荷和摩擦以及电流产生焦耳热引起的熔焊的问题, 提高电气设备的使用性能, 发展新型高性能触头材料, 提出了一种石墨烯/紫铜复合触头的新型制备方法。采用等离子体辅助加工手段, 在质量分数为0.999的紫铜表面上制备出镍铜合金过渡层, 在此过渡层上利用高功率连续激光原位制备石墨烯表面薄膜, 全覆盖于紫铜基底表面, 作为独立涂层来抵抗触头材料所受的破坏, 探索了制备石墨烯复合触头材料过程中的等离子体辅助加工工艺以及激光加工工艺。结果表明, 石墨烯/铜基触头材料具有优异的电工特性, 电阻与紫铜相近, 硬度为紫铜的1.8倍, 摩擦系数仅为0.06。本研究可为电工材料提供新的解决思路和新的材料体系。

为了解决厨房用开关面板抗油污沉积的问题, 采用飞秒激光在开关面板表面制备出微纳米复合结构表面, 实现了超疏水性, 进而减少油污沉积附着,研究了聚碳酸酯(PC)开关面板的激光烧蚀阈值、不同激光工艺参数和微纳结构对表面浸润性的影响。结果表明, PC开关面板在515nm波段下的烧蚀阈值为1.66μJ; 当激光能量为1.6μJ、扫描速率为200mm/s、搭接率为1/3线宽时, 其表面液滴接触角为161°, 表现出超疏水特性。经激光表面处理后的PC面板具有超疏水性,可实现表面的自清洁作用, 显示出巨大的市场潜力。

木材上激光诱导石墨烯具有环保可降解的优势，被广泛应用于智能木材建筑、家具、植物传感等领域。提出了一种利用木材制备绿色电子传感器的工艺方法，使用中心波长为1070 nm的光纤激光器将木材转化为含有石墨烯的多孔碳结构，方块电阻可达到8 Ω·sq^－1。研究表明，激光将木材中的木质素、纤维素与半纤维素中的一部分转化为多孔碳(石墨烯)，压力的变化使得纤维状多孔碳接触或者分离，温度的变化会影响石墨微晶的体积变化，这两者都会影响电阻的变化。制作了灵敏度系数为86.53的压力传感器与电阻温度系数为－0.101%的温度传感器，并制作了集成温度与压力的传感器，传感器满足生活中温度与压力的传感需求，具有广泛的应用前景。

随着石墨烯研究的不断开展，图案化的石墨烯成为石墨烯器件应用的重点需求。采用飞秒激光切割的方法对石墨烯进行图案化。研究了飞秒激光能量密度和扫描速度对石墨烯切割的影响，通过光学显微镜和拉曼光谱仪，分析了不同激光参数下石墨烯的切割质量。得到了飞秒激光切割单层和多层石墨烯的能量密度阈值，分别为1.0 J/cm2和0.8 J/cm2,最优的激光扫描速度为100 mm/s。通过切割区域残余石墨烯的拉曼光谱分析得到本方法切割石墨烯的机理为氧化烧蚀。基于优化的激光参数，通过对激光光束移动的控制，实现了不同复杂图案石墨烯的切割。本方法为石墨烯器件在未来的广泛应用提供了技术支持。

石墨烯的问世引起了全世界范围的研究热潮，激光技术是使石墨烯深入走向应用领域的有力的技术手段，已成为先进制造技术的焦点之一。介绍了不同种类的激光制备石墨烯工艺过程的反应机制，包括脉冲激光沉积、激光诱导化学气相沉积外延生长、双光束干涉以及激光打开碳纳米管等。阐述了激光对石墨烯薄膜的破坏、切割、减薄、发光等调控石墨烯的质量和光电性能的方法与原理，并讨论了激光图案化石墨烯在气体传感器，超级电容器等领域的应用。总结了激光技术在石墨烯的制备与应用领域的发展趋势。

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法（CVD）生长的石墨烯进行辐照，通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明，当功率密度较低（13 W/cm2）时，石墨烯拉曼光谱中的D峰降低，2D峰增强，石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加，石墨烯的缺陷增多，部分缺陷连接形成晶界，使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下，当作用时间为120 s时，在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明，适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。

针对目前机电设备缺少有效的测试性验证方法的问题, 提出了机电设备测试性验证方法与步骤。通过采取基于故障影响相对比值的样本分配方案, 可以使试验结果更加真实、可信。根据注入故障必须不能破坏任何设备的原则, 对于串联型机电设备中不宜直接进行故障注入的目标, 可以通过后驱动技术进行故障注入。最后, 对某串联型机电设备进行了测试性验证, 建立了一种新的测试性验证综合数据表, 参考此表可以方便、有效地记录故障注入试验中的试验数据, 因篇幅有限只列举了部分故障模式的数据记录。上述探讨的方法解决了机电设备测试性验证工作中的部分问题, 具有一定的指导意义。

采用高效的数据处理算法提高测量精度为主要的研究内容。归一化加权平均值算法在解算过程中首先求得各数据的归一化加权值，并利用该值来计算平均值，相比于其他的平均值解算方法，精度有了很大的提高。通过Matlab仿真试验比较了归一化加权平均值算法与一般平均值计算方法的效果，验证了该算法能够提高测量精度。最后将算法应用于一个简单的电压测量实验，结果表明测量精度得到提高。归一化加权平均值算法以其灵活性和可靠性将得到广泛的应用。