生物激光打印(BioLP)能够将含生物材料的极微量溶液精确打印在不同的位置而不致生物活性受损，是一种新型的生物打印技术。介绍了生物激光打印技术的原理、设备及其关键处理技术，以及该技术近年来的研究进展，并对其未来发展和挑战进行了展望。

利用公共环形腔耦合实现了两路光纤激光器的无源相位锁定，研究了激光器之间耦合强度对锁相性能的影响。环形耦合腔主要由两个2×2的光纤耦合器组成，其构成了激光器之间能量相互注入耦合的公共通道，并使它们获得了初步的相位同步。考虑到耦合强度主要由成环光纤耦合器的耦合比决定，建立了分析耦合强度影响的理论模型，并从理论上研究了耦合比的大小和差异对环内光强和输出光强的影响。此外，实验上实现了两路掺铒光纤激光器的有效相位锁定，并通过分析远场干涉光斑和输出功率研究了锁相阵列输出激光束的相干性和合成效率。研究结果表明：足够的能量耦合强度是获得有效相位锁定的必要条件，通过增加耦合比来增大耦合强度可以提高锁相阵列的相干性，但会略微降低合成效率。

为了进一步提高反射率差分型生物传感器的检测灵敏度，提出通过双入射角度的方法来实现反射率差分检测。该方法将入射光束调至能够使单位生物膜层厚度反射率差分量最大的两个角度去照射实验样品，通过接收端测得的反射率差分量计算出生物分子层的厚度。通过仿真计算，当入射角度为30.6°和61.7°时，生物分子层的厚度增加1 nm，获得的反射率差分量为1.22%，当入射角度都增加1°时，反射率差分量减少了0.08%，当入射波长增加1 nm时，反射率差分量减少了0.33%。仿真结果表明，该方法的灵敏度相比其他类型反射率差分型生物传感器有了较大提高，而且对微小入射角度变化和波长漂移不敏感。

基于多激光雷达的车载三维重建系统在工作时需要对激光雷达的外参数 (包括三个旋转参数和三个平移参数 )进行标定。针对激光雷达外参数的标定问题，根据激光雷达扫描点不可见、单线式扫描等工作特点，以基于空间向量的三维坐标系转换模型为基础，提出了一种采用三面靶标的激光雷达外参数标定方法，对靶标进行三维重建，利用随机采样一致性 (RANSAC)算法进行平面分割和同名向量的提取，采用坐标系转换模型对标定参数求解，实现了激光雷达外参数的标定，并结合仿真结果以及标定前后多激光雷达系统三维重建结果对方法的有效性及精度进行了评估和验证。

为进一步提高反射率差分型生物传感器的检测灵敏度，简化光学系统结构，降低传感单元制作难度，在现有理论的基础上，采用双偏振检测方法来实现反射率差分传感。其思路是用不同偏振态的光照射传感单元，测量接收端的反射率差分量，从而获得生物分子层的厚度。仿真结果表明，当二氧化硅的厚度增加1 nm时，双偏振检测方法获得的反射率差分量为0.7988%；改变偏振光的入射角度，得到反射率差分量的最大值为0.9143%；当入射波长增加1 nm时，反射率差分量减少了0.23%。该方法比周期性结构的传感单元具有更高的检测灵敏度，而且受光源波长漂移和加工误差的影响较小。

从数学上分析了目前普遍使用的逆透视映射公式的误差,给出重新推导的逆透视映射数学公式.设计实验验证了采用本文公式进行逆透视映射的效果,并与现有两公式的效果进行了比较.实验结果表明：无论相机内外参量如何变化,本文推导出的公式其IPM变换效果均好于现有公式.在相机架设高度等参量确定的条件下,采用改进后的公式,逆透视映射变换的相对误差平均为0.85%,较现有的公式准确度有较大提高,能更好地满足智能导航和路面状况勘测等对近距离图像的逆透视映射变换应用要求.

为满足红外图像无缝拼接的需要，提出了一种基于红外序列图像的灰度非均匀性校正 算法。该算法利用灰度非均匀区域的相对稳定性，通过对拍摄的大量红外序列图像求平均，获得相机灰度校 正的模板图像。然后利用此模板对各帧图像进行校正，实现在同一幅度照射下各像素灰度的一致性。最 后利用由HJRG–001型红外热像仪获得的红外视频图像序列进行拼接实验，并使用SURF算法对校正后的序列图像 进行拼接。实验结果表明，该方法简单快速，有效地校正了由成像系统造成的图像灰度非均匀性，并且在保持图 像清晰度的前提下，明显消除了拼接缝，提高了拼接图像的质量。

针对车载摄像平台序列图像拼接中存在畸变、数据量大的问题，提出一种车载摄像平台序列图像快速拼接方法。首先对图像进行预处理来消除畸变的影响，然后对图像检测SURF特征点，定义特征点匹配率作为图像的相似性度量，根据特征点匹配率提取关键帧，再采用改进的配准策略得到全局配准模型，避免了配准误差的累积，最后采用一种最大值融合法得到序列图像的拼接图。实验结果表明：该方法具有较强的鲁棒性、更为快速。

为提高光纤激光器无源自调整相干合成阵列的效率、稳定性和可扩展性, 提出了基于公共光纤环形腔耦合与单模光纤滤波的光纤激光器相干合成方案。将多个2×2的光纤耦合器分别插入各单元激光器的谐振腔, 利用耦合器余下的端口, 两两相连构成公共环形耦合腔。采用单模光纤滤波技术, 提高了各输出激光束之间相位锁定的稳定性。利用该方案在实验上实现了三路光纤激光器的被动锁相输出, 实验测得的远场干涉光斑、输出功率及光谱均表明该方案适于构建性能较好的光纤激光器相干合成阵列。

信号光束宽度直接影响着空间光通信系统误码性能,光束宽度的选择需要综合考虑多种因素。研究了激光在大气湍流中的光束漂移、光强闪烁和平均光强与光束宽度的关系,得到考虑漂移因素的光强闪烁和平均光强与光束宽度的关系。分析表明在弱湍流条件下,光强闪烁和平均光强与光束宽度和对准精度相关,讨论了在水平路径上未跟踪补偿和跟踪补偿的光束的光强闪烁和平均光强随光束宽度的变化趋势。利用数值方法得到光强闪烁最小、平均光强最大时的光束宽度取值区间,通过光强概率分布关系和实际应用要求实现了光束宽度的优化选取。结果表明,在相同系统信噪比情况下,跟踪光束与未跟踪光束相比,系统误码率低,光束宽度值相对较小,取值区间大。