针对实际测量系统中扫描执行台做非线性运动会引入随机扫描误差，导致光栅投影测量方法的测量绝对精度和测量重复性受限的问题，提出一种随机扫描误差抑制方法，利用光栅条纹理论调制度曲线二阶斜率和实际调制度曲线二阶斜率互相标定的原理实现对扫描步距的精确求解。通过理论推导、仿真及实验证明了所提方法的可行性和先进性，仿真结果表明其测量重复性标准差优于1 nm，实验结果表明所提方法在实际测量环境中同样具有高精度和高重复性，实验测量绝对精度优于3 nm，测量重复性标准差优于2 nm。

针对离轴数字全息相位恢复质量受零级谱干扰严重的问题，提出一种基于Kronecker卷积衍生谱融合的离轴数字全息高分辨率重建算法。将离轴数字全息图和2×2常数矩阵进行Kronecker卷积，并对卷积后的全息图进行二维傅里叶变换，得到含原生谱和衍生谱的频谱图。根据零级谱的干扰情况，采用不同尺寸的带通滤波器选取多级衍生谱并进行数值重建。最后，采用图像融合技术将所得到的多个重建结果进行融合得到高分辨率重建图像。相较于现有的离轴数字全息重建算法，所提算法可在不增加离轴数字全息结构复杂度的前提下降低零级谱的干扰，从而获取更多的物体信息，实现高分辨率的相位重建。实验结果表明，所提算法计算过程简单，有效降低了零级谱对有效频谱信息的影响，实现了离轴数字全息高分辨率重建。

智能爆破提出以来，当前现场混装炸药车已经不能完全满足现场需求。回顾国外现场混装炸药车的发展历程，国外发达国家虽然现场混装炸药应用比例较高，但自动化、智能化水平却发展相对较低，仅有几家民爆巨头提出了相关概念；国内部分民爆企业、混装车制造厂家为了满足国家智能化矿山建设要求，也开始探索研究现场混装车的智能化升级及应用，并取得了一定技术成果。葛洲坝易普力公司基于自身需求和行业要求，研制了智能化现场混装铵油车，实现了精确定位炮孔位置、自动获取爆破设计、一键装药、信息自动采集等功能。本文对该智能化铵油车进行了介绍，详细解读了其中的关键核心技术-高精度输药计量控制系统、高精度智能定位及智能装药系统，为其他类似混装炸药车智能化开发提供了借鉴。最后，基于当前智能化矿山建设需求，重点论述了未来混装炸药车应具备的功能，指出现场混装炸药车的未来是智能化、无人化。而智能化的核心是无人驾驶、自动寻孔、智能装药，其最终将融入矿山整体的安全协同作业。

本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略，成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题，制备出直径4英寸（1英寸=2.54 cm）的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后，获得厚度500 μm的无损伤、超光滑4英寸自支撑GaN单晶衬底。该衬底兼具优异的结晶质量与出色的力学稳定性，表面无裂纹，应力分布均匀；阴极荧光光谱（CL）表征位错密度为9.6×10⁵ cm^-2，高分辨X射线衍射（HRXRD）（002）面摇摆曲线半峰全宽低至57.91″；原子力显微镜（AFM）测得表面粗糙度Ra<0.2 nm，呈现原子级平整表面。制备的衬底开盒即用，能够满足蓝绿激光器及电力电子器件的需求。

分水岭算法应用在电力设备红外图像分割上时，由于该类图像中含有噪声以及设备表面复杂的纹理细节引起的灰度突变，导致存有过度分割的问题。针对此问题，提出了一种结合K均值聚类算法的改进标记分水岭算法。该方法首先预处理红外图像来抑制图中噪声；然后结合红外图像中的灰度信息，利用K均值聚类算法实现图像的预分割，并以基于Otsu算法的扩展极值变换对预分割图像进行形态学标记；最后结合标记结果修正预分割图像的梯度图，获取分水岭算法的输入图像，完成最终的图像分割。实验结果显示，该方法可以解决传统分水岭因图中噪声及灰度突变而引起的过分割问题；相对于Otsu算法、区域生长法等经典算法，该算法只分割出设备的外部轮廓形状，而忽略表面的纹理细节。

基于前向散射显微成像原理，设计了一款轻量型成像式云粒子探测器（LCPI）。该探测器使用环形LED光源照亮采样空间来实现云雾粒子的暗视野成像，采用轻量型结构设计，可同时满足地基和球载观测的需要。通过定标实验确定探测器的放大倍率、测量精度和采样空间等性能参数，并与FM-120雾滴谱仪开展外场观测对比实验，验证探测器的实际测量性能。结果表明：探测器的实际放大倍率为2.5，测量误差在±10%以内，采样空间与粒子直径存在近似线性关系；LCPI和FM-120观测得到的粒子数密度、体积含水量和平均直径的一致性分别达到0.93、0.82和0.86，表明LCPI能够准确测量云雾的微观特征。

合理的爆破施工方式是保证水封洞库稳定性和水封性的关键，在某水封洞库进行爆破地震波检测、声波探测，并结合HHT信号分析方法，通过EMD、EEMD分解方法对比、识别并弱化信号模态混叠效应以提高信号分析准确性，最后利用边际谱、瞬时能量谱、三维能量谱、围岩松动圈等评价不同爆破方案对水封洞库开挖爆破的影响。结果表明：EEMD-Hilbert分析方法可以一定程度上改善传统EMD分解带来的模态混叠问题，通过EEMD分解重构后的振速时程曲线更加平滑、可靠性更高；通过信号重构后的边际谱分析，发现双侧壁导坑法频带分布在200~380 Hz范围，单侧壁导坑法的频段范围更窄，集中在110~250 Hz之间，两组方案的低频能量均占比较少；双侧壁导坑法瞬时能量合值高于单侧壁导坑法，两组方案瞬时能量均主要集中在首段掏槽孔上，分别占总瞬时能量的41.67%和23.73%，单侧壁导坑法瞬时能量分布更为平均且较双侧壁导坑法更低；通过声波探测分析：双侧壁导坑法两侧拱腰松动圈范围约1.0~1.2 m，单侧壁导坑法扩挖面、导洞面松动圈范围分别为0.8 m、1.0~1.2 m。通过EEMD-Hilbert与声波探测联合分析可知，单侧壁导坑法相对更适合该洞库爆破施工。

为研究高温对钢-玄武岩混杂纤维混凝土（HFRC）动态力学性能的影响，本文采用ϕ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）系统，对不同温度（25、100、200、400、600、800 ℃）下的单掺钢纤维（SFRC）、单掺玄武岩纤维（BFRC）及钢-玄武岩混杂纤维混凝土，其中钢纤维、玄武岩纤维体积掺量分别为1%、0.2%，分别开展动态压缩与动态劈裂实验，获取不同温度条件下的动态应力-应变全过程，并获得对应的动态抗压、动态劈裂强度及峰值应变。结果表明，玄武岩纤维的加入，可以保证试件在高温下的残余力学特性，而加入钢纤维后，试件的动态劈拉强度得到了明显改善。温度损伤软化对混凝土的力学性能有重要影响，加入钢纤维和玄武岩纤维可以有效缓解高温劣变，且钢-玄武岩混杂纤维混凝土在常温和高温条件下表现出更优异的力学性能。

对于一台性能稳定的激光器，在出光阶段整个系统处于热交换的稳定状态，即激光波前分布可以保持稳定不变。基于此特点，提出制造自由曲面镜，以校正激光器的波前畸变，提高光束质量。本文首先介绍了自由曲面镜的波前补偿原理、设计及加工过程，然后通过数学建模，从理论上对其波前补偿能力进行了仿真计算，最后在板条固体激光器中进行了波前补偿实验：在激光器输出功率为12.5 kW时，自由曲面镜对激光光束相位及远场光束质量都有明显的改善和提高。自由曲面镜不像变形镜那样受到致动器间距的限制，因此对于高阶像差的校正也更为有效，且成本低廉，再者也不会增加系统的复杂度，与自适应光学系统相比各有所长。