人体边界层及口呼吸的动态可视化在呼吸道疾病传播研究和个体防护策略优化等领域具有重要意义。为此，提出一种基于平面激光散射（PLS）的可视化方法，用于研究人体口呼吸与边界层热羽流的相互作用。方法通过扇形片状激光照射人体模型，利用气溶胶示踪粒子显示气流，并使用高灵敏度sCMOS相机捕获粒子散射信号。采用背景扣除、激光强度校正等图像处理算法和三维重建方法，实现了人体边界层热羽流及口呼吸气流的二、三维动态可视化。实验结果表明，方法能够清晰地呈现人体表面边界层热羽流的上升过程，揭示口呼吸气流对热羽流的干扰作用，并重建口呼吸气流的三维空间分布及其与边界层的相互作用。方法为研究人体呼吸过程与环境气流的相互影响，以及深入理解呼吸道疾病传播机制提供了一种新的技术手段。
伪装效果评价体系的设计是确保伪装技术有效性的关键步骤之一。然而当前伪装效果评价体系在指标选取方面存在问题：难以合理分配各指标的权重，且缺乏对不同场景下指标重要性变化的灵活调整能力。针对上述问题，提出了一种基于遗传寻优算法的综合伪装效果评价指标体系，通过建立适应度函数、选择、交叉、变异等操作，构建了一个能够反映不同环境下各指标相对重要性的权重模型。通过该体系，能够更准确地计算伪装效能的评价得分，实现对伪装技术的综合评价。研究有助于提高伪装效果评价体系的准确性和实用性。
全息三维显示视场角受光电调制器件像素尺寸的制约。针对此问题研究了雾气散射对全息三维显示中实像视场角的影响。通过研究散射颗粒直径和入射光波波长与散射角之间的关系，发现在同一入射光波下，散射角随着颗粒直径的增加而减小；在同一颗粒直径下，颗粒直径较小时，散射角随着光波波长的增加而增加，随着颗粒直径增加，不同波长对应的散射角的差距慢慢减小。文中提出了在全息再现实像区间引入雾气介质，通过控制散射颗粒直径大小来实现视场角的扩大。考虑不同波长对雾气颗粒的敏感性，预测了预补偿的方法实现彩色。该工作为全息显示在虚拟现实等方面的应用提供了技术参考。
针对传统差动共焦方法测量复杂曲面精度和效率难以兼顾的问题，提出基于镜像重构的差动共焦快速曲面测量方法，首先对待测曲面进行先导式扫描，利用共焦曲线关于零点对称的特性进行曲线镜像重构，减少扫描行程，提高测量效率；进行精扫描，依据差动共焦曲线的过零点精确对应待测曲面特征点的特性，保证对曲面表面的高精度定焦。方法无需复杂的硬件改造，突破测量时对线性区间的依赖，经实验验证，所提方法所测面形结果的RMS值为13.8nm,保证了测量精度，且与传统方法所测表面误差主要特征分布接近，测量效率提高到传统方法的2倍以上，为复杂表面的快速精密测量提供一种新的有效途径。
针对逐点扫描测量自由曲面时法向倾角变化所引入的非线性误差导致精度变差的问题，提出了一种基于等倾角线快速跟焦的差动共焦自由曲面测量方法。方法利用改进的相干点漂移（CPD）配准算法，解算被测自由曲面（FSUT）的精确位姿，基于FSUT的精确位姿规划多条等倾角线；通过传感器轴向扫描获取不同等倾角线上光强与离焦量的关系，以轴向响应光强作为反馈沿等倾角线跟踪FSUT轮廓；利用归一化差动共焦轴向响应光强与离焦量之间的非线性误差对小角度变化不敏感的特性，通过沿等倾角线跟焦实现自由曲面快速扫描测量。实验结果表明，所提方法的等倾角线跟踪误差为±70nm，对离焦量计算精度的影响远小于差动共焦测量分辨力，相较于传统差动共焦测量方法效率至少提升至5倍；与ZYGO干涉仪数据点对点做差的面形峰谷（PV）值为9nm，均方根（RMS）值为1nm，实现了自由曲面的高精度、快速测量。
文章提出了一种基于光纤麦克风和深度学习的球磨机声纹信号智能监测装置。装置采用Φ-OTDR光纤传感技术获取高质量声纹信号，通过数据预处理和时频分析提取信号特征，构建融合卷积神经网络（CNN）和长短时记忆网络（LSTM）的深度学习模型实现球磨机料位精确监测。系统包括声学传感、数据预处理、特征提取与分类识别三个功能模块，可实现从信号采集到故障诊断的全流程自动化。装置克服了传统球磨机料位监测方法在恶劣工况下的局限性，为火电厂球磨机的智能运维提供了新的解决方案。研究成果可推广应用于其他旋转机械的状态监测，具有重要的理论意义和应用价值。
文章采用固态反应法制备了Co~(2+)掺杂的YAG透明陶瓷，旨在探讨其在深紫外探测领域的应用潜力。为此，系统研究了样品在深紫外光激发下的光谱性能。重点分析了深紫外光激发下的发射光谱，以及光谱强度（峰值和积分）与激光激发条件（重复频率、单脉冲能量和激发光斑尺寸）之间的线性响应关系。实验结果表明，样品在深紫外光激发下呈现出峰值波长541nm的窄带（FWHM=45nm）荧光发射光。此外，该材料的光谱强度（峰值和积分）与激光激发条件（重复频率、单脉冲能量及激发光斑尺寸）的线性相关性均大于0.97，表明该材料的荧光转换信号强度与入射能量强度呈良好的正比关系，在深紫外探测领域展现了Co~(2+):YAG透明陶瓷良好的应用潜力。
针对单光子计数成像探测器输出信号受噪声污染引起探测器的空间分辨下降的问题，文章在传统小波阈值降噪算法的基础上增加了信号预处理环节，进一步提升了探测器的降噪能力。仿真结果表明：该算法的降噪性能相较传统小波阈值降噪算法的降噪性能至少提升了10%；实验测试结果表明：该算法可将探测器的空间分辨率由157μm提升至125μm。仿真测试及实验结果验证了本文提出算法的有效性。
文章提出了一种基于高斯矩阵的初始结构参数解算方法，并将其成功应用于共口径双波段制冷型红外光学系统的设计中。方法首先结合系统结构特点构建了理论模型，并基于高斯矩阵方程推导出参数解算方法。在解算过程中，通过引入边界条件筛选出合理的初始结构参数，并在ZEMAX中基于解算结果搭建理想模型。随后，利用实际透镜替换理想透镜，并通过多轮迭代优化，最终获得了成像质量优异的系统设计。系统具备中波和长波两个工作波段，焦距分别为-600mm和-520mm，工作F数均为2.5。系统整体结构紧凑、性能稳定，具有较高的航空航天应用价值。与传统方法相比，该方法有效降低了共口径系统中前置镜组参数趋同的难度，显著提升了设计的可行性和效率。
针对传统编码光谱成像系统存在编码错误率高、像差矫正能力不足等问题，提出基于数字微镜器件（DMD）编码双光栅光谱成像系统，利用对称优化方法及双胶合补偿镜补偿编码DMD引起的残余像差。介绍系统的工作原理及DMD像差矫正，设计出400～700nm波段光谱成像系统，其前置系统焦距85mm、入瞳直径10mm、视场角4°，双光路1:1光栅系统结合DMD同步实现分光、编码与合光功能。设计结果表明，全视场全波段下MTF在奈奎斯特频率76.92lp/mm处均大于0.25，点列图的光斑半径均小于艾里斑，最大光谱分辨率优于1.56nm，满足成像要求。搭建光路进行了光谱成像实验和光谱调制与重构实验，证实了系统对目标场景的成像能力及光谱重构能力，验证了所提方案的可行性。
激光扩束系统在多领域应用广泛，为满足变倍扩束需求，文章采用机械补偿式三组元结构，以BK7和F2材料双胶合透镜组搭建了能提高像质的2～6.4×光学系统。运用Zemax软件，设定了632.8nm激光光源，对组元焦距、初始距离、组元半径进行了优化设计。设计时选取8个扩束比，系统总长控制在250mm内，优化了各种像差，结果表明系统具有出色的成像能力，场曲畸变等像差控制良好；激光发散角在0.05°左右，具有好的准直性；公差对扩束效果影响小；光程差为0.1波长左右，表明不同路径的光线能够保持良好的相位一致性。该系统实现了变倍扩束，成像质量满足要求。
运用有限元法（FEM）和等离激元杂化理论（PHT）模拟并分析了劈裂方环（SSR）纳米结构和劈裂方环二聚体的消光特性。模拟结果显示，劈裂方环的偶极模式出现环流且磁场增强强度达到39.5。通过引入对称性破缺，劈裂方环二聚体的消光谱中出现新的共振模式且形成不对称的Fano线形。Fano线形可以通过改变劈裂方环二聚体的几何参数和排列方式进行调控。基于劈裂方环二聚体的这些性质，可以将其应用于光开关和表面增强光谱学领域中，也可作为基于磁Fano共振器件中的元件。
消像旋机构是地基大型光学望远镜保证成像清晰的关键执行机构，在运用中必须满足高精度、结构紧凑、形变小等要求。随着对望远镜的性能和功能要求不断提高，望远镜的光学系统也更加丰富，消旋机构的结构设计也迎来新的挑战。为了寻找消旋机构的可行方案，给消旋机构的研究人员提供系统的参考，文本聚焦于地平式望远镜的发展需求，介绍了像旋特点和不同光学系统对应的消旋机构，进行整理、汇总、分类和对比，最后综合各消旋机构的特点，对消旋机构未来的发展趋势做出展望。
针对摆扫面阵成像设备对地摆扫成像过程中产生的图像像移，研制了一种悬臂式高频像移补偿装置，通过补偿镜高频振动以补偿扫描像移。基于摆角音圈电机控制及结构简单的优点，采用摆角音圈电机作为驱动，进行了高频像移补偿装置设计及结构有限元仿真分析。高频像移补偿装置外形尺寸为87mm（长）×81mm（宽）×172mm（高），质量约1kg，实际光学补偿口径为53mm。设计了机载对地摆扫成像验证系统进行高频像移补偿成像验证。通过对地成像飞行实验验证了高频振动像移补偿性能，成像像质清晰，当高频像移补偿装置的补偿角度为1°时，振动补偿频率可以达到50Hz，补偿精度优于0.2%。通过像移补偿装置研制及对地成像系统设计验证为面阵探测器大视场对地成像系统提供了技术参考。
针对病态区域位姿估计精度不足的问题，提出基于多尺度特征融合的双目位姿估计算法。算法通过构建双目视觉-位姿估计端到端联合优化框架，突破传统级联式架构的信息传递瓶颈。首先，设计多尺度成本积模块，通过融合不同感受野下的上下文特征，提升弱纹理与遮挡区域的立体匹配精度；其次，提出金字塔特征筛选融合模块，利用跨层注意力机制动态聚合低层几何细节与高层语义信息，以增强位姿估计的几何一致性；最后，以Linemod数据集为基础，搭建基于双目的 Linemod-Stereo数据集，并验证本文算法的有效性。实验结果表明，所提算法相比传统基于RGB-D的位姿估计方法具有竞争性优势。
果实被枝叶遮挡时会显著削弱采摘机器人视觉系统的识别精度。针对这一问题，文章提出一种基于“遮挡增强知识蒸馏”的果实识别框架。该框架在构建的遮挡数据集上，通过引入遮挡信息约束多尺度语义特征对齐，并结合指数移动平均策略稳定训练过程。在MinneApple数据集上的实验结果表明，AP@[0.5:0.05:0.95]、 AP@0.5、AP@0.75、小目标AP与大目标AP分别达到0.744、0.946、0.793、0.674和0.976，较主流检测模型平均提升0.178。研究证明，方法能够在复杂遮挡场景下显著提高采摘机器人的视觉感知精度，为智慧农业果实自动采摘提供有效技术支撑。
当前黑色书写墨迹的检验方法普遍存在操作复杂、损坏检材等问题；为了探寻快速无损鉴别黑色墨迹的方法；采用视频光谱结合多项式纹理映射技术（PTM），考察了市场上114支不同品牌型号的黑色签字笔，首先用视频光谱仪进行红外光吸收检验和荧光检验，在此基础上PTM检验获得其反射率可视化图像，并进行量化分析；结果显示不同墨迹PTM图像的灰度值和平均光密度值存在差异，且具有负相关线性关系，可以区分视频光谱法难以区分的黑色墨迹。
近年来随着晶圆和显示面板上的图案尺寸逐渐减小，对微小区域内薄膜参数的高精度测量需求愈发迫切。为实现多点、快速、无损的薄膜参数表征，文章构建了一套基于光学显微镜的微区测量系统（分辨率5～50μm），结合光谱拟合法对薄膜参数进行提取。针对高数值孔径（NA）物镜引起的复杂入射角分布与光强非均匀分布问题，文章选取高斯模型作为权重函数对建模误差进行补偿，通过优化模型参数获得更符合显微测量系统特性的反射率值。实验结果表明该方法显著提高了测量精度，薄膜厚度测量误差均小于1.2%，重复测量相对标准差优于2%，适用于在微小区域的高精度厚度测量与结构识别，能够实现多点扫描与形貌表征。