针对指针式仪表的小目标图像分割特点以及现有方法存在的局限性，提出融合空间细节与语义特征的双边路深度学习主干网络BiUnet，用于指针式仪表图像分割。该网络以BiSeNet V2算法作为出发点，重新设计其语义支路、细节支路以及双边融合层。首先，利用ConvNeXt卷积模块对细节支路进行调整和优化，提升算法对指针及刻度线边界细节的特征提取能力；其次，结合编码器-解码器U型结构能够融合不同尺度语义信息的优势对语义支路进行重新设计，提高语义支路对指针和刻度这类小目标的分割能力；最后，提出双引导拼接聚合层，用于更好地融合细节支路和语义支路特征。在自制仪表图像分割数据集上的消融实验证实了所提出的网络设计方案的有效性和可行性。在仪表数据集上与不同主干网络进行对比实验，实验结果表明，BiUnet对仪表的平均分割精度mIoU（mean intersection of union）达到了88.66%，相比于BiSeNet V2网络的80.02%提升8.64个百分点，并且这两种网络的分割精度均优于基于Transformer和纯卷积的常见主干网络。

为了实现对微纳尺度下物件的精密夹持, 建立了柔性微夹钳系统。并对该系统柔性夹钳设计、运动学、动力学和控制方法等进行研究。首先, 利用柔性铰链设计方法设计了柔性微夹钳, 利用伪刚体法建立了机械的伪刚体模型。接着, 以伪刚体模型法建立了系统的运动学模型, 即机械放大比和输入刚度等数学模型。然后, 利用拉格朗日方法建立了系统的动力学方程, 得出系统的自然振动频率。最后, 通过ANSYS有限元方法对系统建立的模型进行了仿真分析和验证, 此外, 利用PID控制算法对微夹钳系统进行实验控制。实验结果表明: 跟踪控制结果误差为2.4%; 放大比为9.12倍。基本满足微纳尺度下的微夹持工作, 其工作精度可达微米级别甚至纳米级别, 符合设计要求。

如何方便快捷、精确地测量直升机旋翼桨叶的运动参数对于直升机旋翼设计及性能分析至关重要。针对传统应变片、光栅投影等测量方法存在安装繁琐、测试环境要求高、测量设备影响飞行性能等缺陷, 提出了一种基于三维数字影像的非接触式旋翼桨叶运动参数测量方法。该方法具有对测试环境要求低、测量参数多、测试量程大等特性。试验结果表明, 使用该方法测量直升机旋翼桨叶运动参数取得了较理想的效果。

采用光学发射光谱(OES)原位检测技术,对等离子体刻蚀机中的等离子体状态进行实时监控,讨论了其在故障诊断、分类、刻蚀终点的判断及控制方面的应用.实验平台为在新研发的高密度等离子体刻蚀机,采用化学气体HBr/Cl2为刻蚀气体进行多晶硅刻蚀工艺实验,实验过程中所采集的OES数据通过PCA法进行分析,得到与刻蚀过程相关的特征谱线.实验结果表明:OES技术适合于深亚微米等离子体刻蚀工艺过程的终点检测及故障诊断.最后就OES技术未来发展面临的挑战进行了讨论.

讨论了Ce替代石榴石薄膜制备条件对其光吸收性能的影响.通过引入氧空位概念,提出了溅射气氛中的氧含量对薄膜中Ce元素价态影响的理论模型.基于该模型,讨论了Ce:YIG晶体中氧空位的产生机理.研究表明,当晶格中存在过量氧空位时,会导致部分Fe3+被还原成Fe2+,使得薄膜的光吸收显著增大.实验结果证实,在Ce:YIG薄膜的晶化过程中,采用富氧气氛可以使得薄膜中Ce元素的价态以Ce3+离子为主而Ce4+离子含量较少,从而有效降低薄膜的光吸收.溅射气氛中的氧含量及后续热处理过程中氧含量的大小均会直接影响Ce:YIG薄膜的光吸收特性.