双螺旋点扩散函数（DH-PSF）技术通过对成像系统光瞳面波前相位的调控，将系统的PSF改造为DH-PSF，可实现大深度、高精度的三维纳米尺度成像，被广泛应用于生命科学、材料科学、工业检测等领域。详细阐述了DH-PSF技术的基本原理、DH相位片的设计方法及其运用方法，并在此基础上介绍了该方法在深度估计技术、纳米尺度三维单颗粒示踪、超分辨荧光显微技术、新型激光扫描荧光显微技术等领域的应用研究进展，着重讨论了DH-PSF技术在这些应用实例中的优势，为相关领域的研究提供有益的参考。最后，对DH-PSF技术及其应用的发展方向进行展望。

相位解包裹是光学干涉测量的关键环节，要求计算速度快、精度高、适应性强。根据包裹相位不同级次间存在明显边界的特点，本文提出数学形态学区域分割的快速相位解包裹算法。首先，采用数学形态学提取边界并分割相位区域。然后，计算区域之间的相位差异以确定各区域的相位级次和抬升值，判断边界点归属以确定边界各点抬升值。最后，根据抬升值对各区域相位进行整体抬升，最终获得空间上连续分布的相位。仿真和实验表明：基于数学形态学的解包裹算法对于1 000×1 000 pixels像素的相位处理时间在1 s以内，仅为经典的最小二乘算法用时的1/4，且相位自身边界、无效区域、噪声等因素对解包裹效果并无影响。该算法具有速度快、适用性强、精度较高等优点，在动态光干涉、光全息、光栅条纹投影轮廓测量等对运算速度要求较高的测量场景中有广泛的应用前景。

双光梳光谱技术作为一种新兴的宽带光谱测量技术,具有超高分辨率、高灵敏度和高采样率的特点,在气体吸收谱测量、温室气体排放监控、非线性光谱成像等领域具有重要应用。研究表明,仅从一台激光器中产生高相干的双光梳光源,克服了传统双光梳光源产生方法中存在的频率锁定系统复杂、梳齿数量较少、制作工艺困难等缺点,这种光源是理想的双光梳光源之一。结合国内外相关研究进展,综述了单腔双光梳的产生方法、单腔双光梳锁模光纤激光器中的孤子动力学研究以及单腔双光梳的应用。

动力蛋白、微管蛋白以及染色体在卵母细胞减数分裂过程中起着重要作用, 但目前传统荧光成像方法受到衍射极限的限制, 分辨率较低, 无法达到卵母细胞减数分裂对成像的要求。首先构建了卵母细胞体外正常成熟体系和原钒酸钠(SOV)作用下的异常成熟体系, 然后基于共聚焦显微技术和随机光学重建显微技术(STORM)两种荧光成像方法, 研究卵母细胞减数分裂过程中动力蛋白和微管蛋白的定位以及染色体的形态与结构。荧光显微成像结果表明：在正常成熟体系中, 动力蛋白分布、微管蛋白形成的纺锤体以及染色体的形态与结构能反映卵母细胞发育的不同阶段；在SOV作用下, 纺锤体结构异常率增加, 出现桶状、细长、团缩、杂乱、梨状、多极等典型异常纺锤体结构, 染色体结构异常率也相应增加。 STORM结果更清晰地展现了纺锤体结构信息, 三维STORM结果揭示了异常纺锤体的紊乱情况, 该方法为卵母细胞减数分裂过程研究提供了精度更高的成像手段。

介绍了光学超振荡的原理及设计方法, 利用纯振幅调制的空间光调制器(SLM)-数字微镜器件(DMD), 从实验上获得局部超分辨的超振荡光场, 并采用空间频谱分析的方法进行验证。 实验结果表明, 产生的超振荡光场中超振荡区域的特征尺寸为衍射极限的60%, 经空间频谱的分析可知, 所产生的超振荡光场中并没有超过衍射极限的高空间频率成分产生。

采用TAKEDA基准题验证高效偶阶离散纵标法(HEPSN)的临界计算功能，数值结果表明: 有效增殖因数和各区域平均中子通量密度值与基准值吻合良好，堆芯区域的平均中子通量密度误差在0.7%以内，其他区域较扩散理论误差显著减小。相较于传统离散纵标法，HEPSN计算效率更高，需要的存储更小; 相较于扩散理论，HEPSN的计算精度更高。因而，高效偶阶离散纵标法在大规模输运计算中具有很好的应用前景。

传统基于可视域分析方法获得的地面站信号覆盖常常无法准确反映系统的实际监视性能。提出一种针对不规则地形的广播式自动相关监视(ADS-B)地面站信号覆盖分析方法。首先针对不规则地形信道特点, 推导了Longley-Rice模型的具体仿真算法, 提出利用该模型模拟航空无线信道; 仿真符合ADS-B规范标准的天线, 计算信号在自由空间的辐射距离; 然后结合由地物遮挡引起的视线截止距离, 进行综合比较得出最终覆盖范围; 最后选取某地为例进行研究和分析, 与其他算法比较, 用实际数据对预测范围进行验证。实验结果表明, 不规则地形是影响地面站覆盖的关键因素, Longley-Rice模型可以准确模拟信号衰减。本文方法为地面站选址提供理论支持。

为提高民航安全水平、空域容量、运行效率和服务能力,提出基于自适应遗传算法的基站选址优化方法.总结广播式自动相关监视(ADS-B)基站组网的意义、原则和评价指标.仿真ADS-B天线辐射特性,计算基站安全间隔.建立基站选址优化的数学模型,给出自适应遗传算法的求解步骤,采用实数编码和最优保存策略,实现ADS-B基站优化布站.实验结果表明,该方法优于基本遗传算法,能有效地指导寻优,提高组网优化效率,为后期基站的组网提供参考.

结合航空信道特点, 对Egli,Okumura-Hata,Longley-Rice模型产生的背景和适用范围进行了分析, 提出了使用Longley-Rice模型对航空无线信道建模, 并推导了Longley-Rice模型的实现算法。利用仿真分析了该模型在不同频率、气候类型、地形下的衰落情况。实测数据验证了Longley-Rice模型的准确性和有效性, 为航空通信工程的建模提供参考。