快速傅里叶变换是激光多普勒测速系统信号处理的一种常用方法，但在异步采样时存在频谱泄漏和栏栅效应，其处理精度偏低。为了提高检测精度，提出基于Nuttall窗函数和五项最大旁瓣衰减窗函数的混合卷积窗改进六谱线插值校正算法。混合卷积窗在保证良好的旁瓣特性的同时也能保证主瓣不过宽，改进六谱线插值可有效抑制栏栅效应在参数估计过程中的负面影响，提高分析精度。为了避免解高次方程，提出三次B样条插值来拟合插值系数，并推导出改进六谱线插值的频率校正公式。搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台，利用仿真数据和实测信号验证了本文算法在低信噪比环境下有较好的频率和速度测量精度。

研究了1.1 m大口径镀膜机热蒸发制备金属铝膜的膜厚均匀性问题，针对旋转平面夹具分析了夹具高度H以及蒸发源与真空室中心轴距离L对铝膜膜厚均匀性的影响。当 L=400 mm，H/L=1.10时，膜厚均匀性最好，不均匀性为9.614%，不均匀性随H/L的值增大而增大。当H=500 mm，H/L=1.47时，膜厚均匀性最好，不均匀性为4.487%，不均匀性随H/L的值减小而增大。进而引进了一个修正挡板函数，提出并设计了合适的修正挡板，膜厚均匀性由不加修正挡板时的17.8%改善到3.9%，从而解决铝薄膜厚度均匀性问题。

为探究塑料镜片在高湿环境下透过率下降和高温环境下容易发生膜裂现象的原因, 选取 Ti3O5、SiO2作为高、低折射率材料, 使用 TFCalc进行膜系设计及优化, 采用电子束蒸发工艺得到 420~880nm、平均反射率 R 1%的减反射膜。测试结果表明: 四种工艺参数下镀膜后的塑料镜片在 85℃、85RH的环境下 24h后, 透过率下降小于 1%; 在 120℃的环境下 24h后, 2#和 4#镜头出现了膜裂现象。增加膜层的聚集密度可以有效提升塑料镜片的防水性能和抗高温性能。

通过电子束热蒸发技术在K9玻璃上镀制光学厚度为λ/4的TiO2薄膜,研究不同沉积速率和沉积角度对TiO2薄膜散射损耗的影响规律和机理,并利用TalysurfCCI白光干涉表面轮廓仪和Horos散射仪分别测量镀制前后薄膜表面粗糙度和双向反射分布函数。实验结果表明:TiO2薄膜表面粗糙度随着沉积速率的增大而减小,最终趋于0.88 nm,且实验值都小于基底表面粗糙度1.5 nm,说明TiO2薄膜可以降低基底表面粗糙度,具有平滑基底的作用。随着入射沉积角的增大,薄膜的表面粗糙度逐渐增大,当沉积角为0°和20°时,薄膜表面粗糙度小于基底表面粗糙度;当沉积角为40°和60°时,薄膜表面粗糙度大于基底表面粗糙度。薄膜表面散射量随表面粗糙度的减小而降低,两者具有正相关关系,实验数据与理论计算结果相吻合;当薄膜表面粗糙度小于基底粗糙度时,薄膜表面散射将低于裸基底的表面散射,可实现减散射的效果。

为了降低激光多普勒测速信号中的噪声, 采用在仿真激光多普勒测速信号中加入高斯白噪的方法, 通过小波分层后高频系数置零法和小波阈值去噪法2种方法进行仿真去噪, 进行了仿真分析及实验验证。结果表明, 小波分层后高频系数置零法能够提高信噪比获得图形光滑的信号, 达到较理想的去噪效果。这一结果对提高在激光多普勒测速系统信号检测应用中的准确性是有帮助的。

为提升遥感相机的高密度组装技术, 采用厚膜集成电路技术设计了高集成度的TDI CCD成像系统, 并对该成像系统中的具体设计做了详述。首先TDI CCD焦平面通过机械拼接方式拼凑成可复制的单元。然后, 通过三极管射极跟随器增强CCD输出图像信号强度传送给模拟前端芯片LM98640中转换成14 bit的数字信号, 再传给现场可编程门阵列芯片XC5VLX50T-1FFG1136C缓存和整合处理。最终, 通过TLK2711高速LVDS输出芯片传输给数据采集卡并在计算机上成像。该成像系统中所有的驱动信号和处理时序都是通过现场可编程门阵列产生的, 计算机可以通过RS422通信总线对成像系统进行控制和部分参数修改。该系统中的驱动电路和CCD二次电源电路采用厚膜集成电路技术设计, 提高了系统的集成度。实验结果表明: 整个系统基于厚膜技术, 驱动电路PCB电路板减少了2/3的面积, 同时采用了机电热一体化的设计, 实现了相机的高密度组装。该系统总数据输出速度达到3.6 Gbps, 饱和输出图像信噪比52.6 dB。

光动力治疗是基于微创的新型肿瘤治疗方法，利用光敏剂吸收外源可见-近红外光光能促使光敏剂与分子氧反应，产生高活性光化学产物——活性氧物质，诱导肿瘤细胞凋亡或坏死，具有低免疫原性、低成本、高选择性等特点，已成为癌症治疗基础研究与临床转化的新热点。然而，实体肿瘤内微环境因子导致的光动力治疗效果下降及肿瘤细胞耐受等问题，阻碍了光动力治疗的发展与临床医学应用。随着纳米技术与生物医学工程等交叉领域的快速发展，以及对肿瘤微环境的深入研究，利用肿瘤微环境因子设计的智能响应性纳米载体用于癌症的诊断与协同治疗近年来受到广泛关注。基于此，综述了肿瘤环境响应的智能化纳米载体系统在肿瘤光动力治疗中的最新研究进展，为肿瘤的光动力治疗提供参考与新的研究思路。

针对实际激光多普勒速度信号中混有大量噪声信号、难以找到所需多普勒频移的问题, 提出了一种小波阈值消噪方法。根据多普勒信号的特点, 通过选取合适的小波分解层数、小波基函数、阈值函数和阈值估计方法, 实现小波阈值消噪的最优效果。Matlab仿真和实验结果表明, 小波阈值消噪可以快速有效地消除多普勒信号中的噪声信号, 提高信噪比, 得到有用信号, 有助于准确地寻找到所需的多普勒频移。小波阈值消噪方法中的分层阈值消噪效果优于全局阈值消噪。

地下金属矿山开采形成的采空区已成为危及矿山安全生产的主要灾源之一, 对矿产资源安全开采和矿区周边环境构成威胁, 三维激光扫描技术能精确地获取采空区三维空间形态, 已成为采空区高精度探测的主要手段。采空区传统等步距角扫描方法具有空间分辨率不均匀、效率低等缺点。结合采空区空间形态不规则等特点, 提出采空区三维激光扫描空间分辨率的增强方法, 推导了调节螺旋线间距和扫描轨迹上激光点间距的计算公式。矿山采空区扫描试验结果验证了方法的有效性, 提高了三维激光扫描的空间分辨率, 为采空区三维形态高精度获取提供了解决方案。

快速傅里叶变换(FFT)是主要的激光多普勒测速系统信号处理方法, 由于受到频谱泄露和栅栏效应的影响, 其处理精度并不理想。基于Nuttall窗三谱线插值法的激光多普勒信号处理方法就是一种好的处理方法, 它可以有效地抑制频谱泄漏和栅栏效应, 改善信号分析精度, 提高速度测量精度。由于Nuttall四项余弦窗的能量集中在主瓣, 旁瓣非常小, 因此加Nuttall四项余弦窗的FFT三谱线插值算法能够极大地减小频谱泄漏的影响, 谱间干扰也很小, 能很好地减小频谱泄漏和栅栏效应。