拍瓦激光装置在粒子加速、二次粒子源产生、惯性约束聚变和放射治疗等特定研究领域体现出重大应用价值。截止2020年，全球范围超过100台超快超强拍瓦激光装置已经建成和正在建设中。为了更好地推进超快激光科学及应用的发展，充分向科研人员开放这些大型激光装置的使用权限并提供技术支持，拍瓦激光装置按照地域被划分在不同的运营组织进行管理，主要分布在北美、欧洲和亚洲等地区。将以世界上强激光科教组织机构为线索，对紧凑型拍瓦级高强度短脉冲激光装置的技术路线、激光参数和相关技术的最新情况展开综述。

Fe3+在人的许多生理过程中扮演着重要的角色, 例如氧气运输、DNA合成、髓磷脂合成、线粒体呼吸、神经递质合成和代谢等。然而, 过量的Fe3+会诱导细胞产生·OH从而引起细胞损伤, 并且还会诱导β-地中海贫血、帕金森病、癫痫和阿尔茨海默病等疾病的发生。因此, 对Fe3+的检测和监测具有非常重要的意义。本文设计并合成了一种以三苯胺为母体的增强型Fe3+荧光探针BL, 并将其应用于实际水样中Fe3+的识别。结果表明, 探针BL对Fe3+的识别具有较高的灵敏度, 其检测限低至0.165 μmol·L-1。同时, Fe3+的加入会导致探针溶液的荧光颜色由蓝绿色变为黄色, 能够达到“裸眼”识别的效果。通过高分辨率质谱证明了探针与Fe3+为1∶1配位。利用密度泛函理论计算了识别Fe3+前后轨道能级和电能的变化并解释了其荧光光谱现象。

该文设计、制作并测试了一种用于实时三维超声成像的电容式微机械超声换能器(CMUT)二维面阵。根据二维面阵指向性分析, 设计了中心频率1 MHz、阵元间距0.7λ(λ为波长)的16×16阵元CMUT二维面阵, 并利用硅-绝缘体上硅(Si-SOI)键合工艺完成了CMUT二维面阵的加工。通过对CMUT二维面阵进行电容-电压(C-V)测试, 发现静态电容测试值与设计值基本一致, 测量了CMUT二维面阵中64个阵元的电容, 测量的平均电容为26.3 pF, 其标准差为4.27 pF, 验证了所制造的器件具有良好的均匀性。在水中测试了CMUT二维面阵的超声发射和接收功能, 得到测试距离与实际距离偏差不到1%, 实验表明, 不同距离下CMUT的发射和接收能力良好。

在TFT-LCD产品中, 液晶扩散不均是一种常见的不良缺陷。此种缺陷形状不规则, 现象为液晶屏中存在形状不规则小气泡。它的主要原因是由于液晶未完全扩散导致的。为了改善这种缺陷, 本文通过流体Washburn模型模拟液晶扩散过程, 发现液晶流动时间和液晶初始位置是关键因素, 并利用上述两个关键因素设计实验。实验结果表明, 将液晶滴注形状由2×5型变更为“工”字型, 有效地解决了扩散不均的问题。同时将对盒设备进行实验, 发现抽真空时间增加至50 s更有利于此问题的解决。另外, 对加热设备进行实验, 发现加热实验延长至100 min, 同样有利于解决不良。所以, 改变液晶滴下的初始位置、增加抽真空时间、增加加热固化时间等方式可有效改善液晶扩散不均现象。

提出了一种用于太赫兹图像的基于噪声估计的自适应迭代去噪算法。利用噪声水平估计方法获得真实实验图像的噪声标准差,使用基于四叉树的加权双平方非局部均值去噪方法对噪声图像进行去噪以提高重建图像的质量,并对去噪后的图像再次进行噪声估计与去噪,通过反复迭代获得最佳的去噪效果。实验结果表明,所提方法能较好地保留图像的细节,有效地去除由成像系统所引起的背景噪声,其对太赫兹图像具有较好的去噪效果。

基于微电子机械系统 (MEMS)加工技术的微半球谐振陀螺在吸收了传统半球陀螺全角测量优势的同时具有体积小，质量轻，成本低以及适合批量化生产的特点。在使用牺牲层法来制备微半球壳层结构的过程中，如何 在单晶硅上制作一个表面光滑的、结构整体对称性高的半球型模具对于半球谐振子的性能有决定性的影响。在 HNA(氢氟酸、硝酸、醋酸 )各向同性腐蚀液制作微半球谐振子模具的原理基础上，介绍基于 HNA溶液各向同性腐 蚀的微半球谐振陀螺研究进展，指出了各向同性腐蚀工艺目前所面临的主要技术问题，并对此提出了一些可能的解决途径。

采用水热合成法制备了八面体结构纳米CeO2∶Er3+, 并研究了稀土Er3+离子掺杂对CeO2纳米晶的结构以及发光特性的影响。所合成的CeO2纳米晶具有八面体结构, 结晶完好, 粒度均匀。XRD和拉曼光谱测试结果表明所制备的CeO2纳米晶为面心立方萤石结构, 稀土Er3+离子的掺杂在基质晶格中产生了氧空位缺陷, 并产生了晶格畸变。在980 nm激光激发下产生了稀土Er3+离子绿色(2H11/2,4S3/2→4I15/2)、红色(4F9/2→ 4I15/2)和近红外(4I11/2,4I13/2→4I15/2)发光。随着稀土Er3+离子掺杂浓度的变化, 样品的发光光谱在可见光和近红外光范围产生了不同的猝灭浓度, 这是由于掺杂浓度变化对Er3+-Er3+之间的交叉驰豫过程产生了影响, Er3+的能级布居变化引起了发光特性的改变。

基于贵金属表面局域等离子体共振(LSPR)调控上转换荧光的研究绝大部分集中于纳米颗粒或纳米棒, 即使同一复合结构对上转换荧光(UCL)也有或增强或猝灭的截然相反的报道, 而对于进一步提高上转换荧光材料的效率和强度以满足更广泛的应用需求则越来越引起人们高度关注。本文通过构筑两种纳米金/上转换纳米晶复合结构, 系统研究了各自的表面局域等离激元对上转换荧光的增强和猝灭效应, 基于微结构表征及对稳态、瞬态荧光光谱的分析, 阐述了波长依赖的上转换荧光增强和猝灭机理。结果显示超薄纳米金壳结构对Ho3+、Fe3+共掺杂纳米晶的绿光发射选择性地增强了25倍, 源于激发光能量与LSPR能量匹配的激发增强机制, 而在覆盖有超薄纳米金膜的上转换纳米晶复合结构中却观察到了金膜引起的Er上转换荧光猝灭, 同时红绿比随金膜厚度增加而增大, 来自于金膜对激发光的散射、金膜的LSPR吸收带与绿光发射能级耦合引起无辐射跃迁几率增加, 绿光上转换荧光强度下降相对显著, UCL寿命变短。

嵌入非对称耦合量子阱(quantum wells)的纳米薄膜经过化学腐蚀后, 在应变工程技术下卷曲成三维的管状结构, 不同管径的微管其光学特性存在不同的模式, 对应两种应变释放：单轴应变释放和双轴应变释放.为研究应变状态之间的内在联系以及影响应变状态的客观因素, 实验上用不同浓度的HF酸腐蚀液对纳米薄膜牺牲层进行腐蚀并卷曲成三维管状结构.对微管荧光光谱的测试结果显示, 微管的单轴应变释放和双轴应变释放不仅与衬底有关, 还与微管卷曲的起始状态有关, 在一定条件下两种应变可以相互转换.