双光子聚合光刻技术和光子晶体的研究相辅相成。本文首先依次简述了三维光子晶体的概念及典型结构、双光子聚合光刻技术的原理与特点；然后回顾了利用双光子聚合光刻技术打印三维光子晶体在分辨率、打印速度和材料扩展等方面的研究进展，并重点介绍了其在光学领域的应用情况；最后总结了双光子聚合光刻作为制备三维光子晶体的加工手段仍存在的一些问题，并对其在未来的研究方向进行了展望。

在汽车车身制造中，广泛采用异种铝合金连接。本文主要研究了不同搭接工艺条件下A356/6082异种铝合金激光焊接接头气孔分布、形成机理以及气孔对搭接接头力学性能的影响。结果表明：激光搭接形式对焊缝深宽比、气孔率、气孔尺寸、气孔分布以及气泡溢出规律产生显著影响。空气入侵、Mg元素蒸发、熔池剧烈流动和匙孔不稳定是导致气孔生成的主要原因，而激光热源在深度和宽度方向的温度差异、材料热物性差异及气泡溢出路程差异是气泡滞留在焊缝金属的主要原因。6082/A356激光搭接接头横截面下部区域的气泡更容易滞留在熔池底部形成气孔，而中部区域的气泡倾向于移动至能量较低的搭接过渡位置附近。同时，中上部区域产生的气泡或其它溢入该位置的气泡有相对充分的时间溢出焊缝表面。激光搭接接头深宽比和气孔尺寸是决定焊接接头力学性能的重要因素。

发现和检测生物分子标志物对疾病的精准诊疗至关重要。尽管荧光显微成像技术常用于细胞分析，但很多生物小分子难以被特异性标记。质谱成像方法则由于有限的空间分辨率和检测过程对组织细胞的损伤，难以原位观测活细胞中生物小分子时空变化。而基于受激拉曼散射（SRS）的化学显微成像凭借其无标记、高灵敏、高特异、高速、高分辨等优势克服了上述问题，能够对活细胞中重要的生物小分子（例如脂质、氨基酸、葡萄糖和核酸等）的浓度分布和代谢转化进行实时定量检测，已在生物医学研究中显示出广阔的应用前景。本文聚焦于SRS成像在发现和检测疾病分子标志物中的应用，讨论新型SRS成像技术和数据分析方法为疾病精准诊疗提供的新途径，并展望了该研究方向的发展趋势。

单域抗体是从骆驼科动物体内发现的一类能有效识别目标抗原的小抗体片段。相较于传统单克隆抗体，单域抗体具有分子量小、亲和力高、理化性质稳定、免疫原性低、组织穿透力强等特点，是发展造影剂和靶标药物的理想载体，在基础研究和临床应用中吸引了众多关注。本文系统介绍了基于单域抗体的靶标探针在活细胞荧光成像、超分辨光学成像、活体荧光成像和核素成像等方面的研究和应用进展，并对单域抗体标记技术的未来发展和应用挑战进行了展望。

龋齿是一种常见的口腔疾病，其在儿童人群中发病率较高。由于儿童不配合刷牙及口腔检查、儿牙医生缺乏、家长及儿保医生对儿童龋辨识度不够，导致大量儿童在发病初期无法确定是否患有龋齿而耽误最佳治疗时间。为了解决这个问题，本研究制作了手机等移动设备拍摄的口腔图像数据集，包含多角度拍摄的口腔图像，并采用翻转、拼接、色域转换等数据增强策略提升数据的丰富性和多样性。提出了CR-PANet龋齿检测模型，该模型采用PANet的多尺度路径聚合架构，并在特征提取模块、检测头等结构进行改进。实验结果表明，CR-PANet模型在测试数据集上的mAP@50指标达到了88.2%，同时FPS达到了169张/秒，满足实时检测口腔图像中牙病区域的要求，有望实现患者自检或辅助医生检测。

为实现大宽带频率范围的探测，本文提出一种基于本振可调谐的相干激光雷达方案，通过激光频率的调谐，降低了探测器和采集硬件的采样压力，并对回波信号通过相位测量和相位估计迭代进行相位补偿，最终可实现远距离弱信号目标的探测。本文系统分析了相干激光探测系统的各环节（激光器、调制器、传输路径等）对系统相干性的统一影响，采用斯特列尔比来表征相干探测系统的相干性劣化程度，以及相干探测系统的相干时间（相干长度）情况。通过仿真结果验证，相干探测系统的相干性及探测精度受到激光器、相位调制、距离延迟等的相位影响。通过实验验证，在积分时间为相干时间0.7 ms时、回波信号功率为11 fW弱信号的情况下，相干探测系统的探测概率为52%，信噪比为10.1 dB，速度精度为11.4 cm/s；经相位补偿后，探测概率为74%，信噪比为19.8 dB，速度精度为0.16 cm/s；在更长积分时间下，实现了更好的探测性能。综合表明相干激光雷达在超相干长度下，经过相位补偿后，系统仍具有高灵敏度、高探测精度的特性，为后续进一步开展超相干长度的远距离弱信号目标的探测提供实验可行依据，具有重要的研究意义。

针对高热流密度半导体激光器的干冰微粒喷射冷却的有效传热，提出阵列喷嘴喷射冷却，建立拉瓦尔阵列喷嘴的物理与数学模型，利用FLUENT软件中的欧拉模型模拟干冰微粒升华过程，研究喷嘴喉管直径、干冰微粒流体喷雾高度对传热性能的影响，获得喉管直径4 mm，喷雾高度在5-25 mm时为高热流密度半导体激光器干冰微粒喷射冷却的适宜参数，此外，研究了不同热流密度激光器工作时的最高工作温度、平均工作温度及传热系数，所得到的拉瓦尔阵列喷嘴可以保证热流密度在180 W/cm²内的激光器正常工作，相应传热系数20470.82 W/m²·K，所得结果为高热流密度半导体激光器的干冰微粒喷射冷却系统的深入研究和推广应用提供依据。

为实现高重频、百毫焦、高光束质量皮秒激光，基于激光谐振腔设计方法，设计了Yb：YAG双碟片再生放大器，采用啁啾脉冲放大技术路线，实现了重频1 kHz、单脉冲能量110 mJ、脉宽2.1 ps、光束质量M ²<1.1、波长1030.2 nm的激光输出；脉冲压缩前单脉冲能量124 mJ、功率稳定性0.56% RMS（@120 W、>1小时）。这是国内首次实现皮秒百毫焦碟片再生放大器长时间稳定运行，研究结果对于大能量高重频碟片激光器发展具有重要意义。

金属熔化成形技术在高端制造行业的发展中发挥着至关重要的作用。针对金属件熔化成形过程中存在的气孔、裂纹、组织不均匀等问题，研究学者提出了超声外部能量场辅助金属熔化成形技术，以改善金属熔化成形质量和性能。本文重点介绍了超声振动在金属熔化成形过程中的作用机理和添加方式，特别针对焊接、表面熔覆与增材制造等金属熔化成形方法进行了探讨。文章详细阐述了超声振动对成形件微观组织与性能的影响，并展望了超声振动辅助金属熔化成形技术的未来发展。

基于有限元仿真和准静态压缩试验研究了杆间夹角分别为60°、90°和120°BCC点阵结构的承载能力，得出了杆间夹角对点阵结构失效模式的影响规律。结果表明：压缩过程中点阵结构的吸能能力、吸能效率和压缩性能随着杆间夹角的增大呈现出先减小后增大的趋势；其中杆间夹角60°试样在失效前可吸收17.7 MJ/m³，能量吸收效率为64.3%，抗压强度达到391 MPa，综合性能最优异。模拟发现拉杆在压缩过程中表现出弯曲行为，计算得出三种试样的拉杆所受弯矩分别为1732 N·mm、2365 N·mm和5366 N·mm，杆间夹角的递增使得拉杆承受弯矩增大，故点阵结构随着杆间夹角的增大所表现出的剪切失效行为越明显。模拟结果显示杆间夹角60°试样为逐层塌陷失效，杆间夹角90°、120°试样为剪切失效，与试验结果保持一致。拉杆断裂模式均为韧性脆性混合断裂。