面向高效、高精度光学遥感图像目标检测应用,重点针对提升SSD(single shot multibox detector)模型对图像中聚集分布的小尺寸目标检测精度的难点,提出一种FFC-SSD(multi-scale feature fusion & clustering SSD)改进模型;设计目标框分组聚类(BGC)模块,采用分组聚类的方法获得更符合目标样本尺寸分布的默认目标框参数并给予小尺寸目标更多关注,以有效提升网络对目标位置信息的提取能力;设计反池化高效多尺度特征融合(MSFF)模块,以在增强模型目标特征提取能力的同时有效减小模型效率损耗。实验结果显示了所提模型对光学遥感图像目标检测的有效性与适用性,较好地实现了精度与效率的平衡,对小尺寸目标具有较高的检测精度。

氟化钙(CaF2)晶体具有紫外透过率高(＞99%@193 nm)、抗激光损伤阈值高等特点, 在高功率紫外激光器、深紫外光刻机等领域具有广泛的应用。应力双折射是氟化钙晶体在实际应用中的关键性能指标, 会导致通过晶体的光束发生形变, 严重影响成像质量。采用坩埚下降法制备了尺寸为210 mm的氟化钙晶体, 系统研究了CaF2晶体的位错和小角度晶界以及结晶质量对晶体应力双折射的影响, 实验结果表明, 位错密度的增高、小角度晶界的聚集、结晶质量的变差, 会引起局部残余应力的集中, 加剧应力双折射现象。

本文研究了余弦-超高斯(CSG)脉冲在光纤中的演化特性并对CSG 脉冲在光纤中的传输过程进行了数值研究。得到了脉冲的初始相位φ₀ 和脉冲阶数m 对脉冲传输过程及其演化规律的影响。结果表明，增大φ₀ 值到80 rad 时的一阶余弦-超高斯脉冲可以在相对较长的光纤中实现脉冲压缩；而高阶余弦-超高斯脉冲在经历较短的脉冲压缩后，随即展宽。脉冲阶数越高，其脉冲压缩所经历光纤长度越短。本文还将余弦-超高斯脉冲、简单高斯脉冲和双曲正割脉冲进行对比，对比结果表明双曲正割脉冲展宽速度最快，简单高斯脉冲次之，而余弦-超高斯脉冲的展宽速度最慢。所提出的余弦-超高斯脉冲对光纤色散不敏感，该研究对于实际中要得到大容量，长距离通讯用的特殊脉冲的研究提供了一定的理论依据。

采用数值模拟研究了飞秒脉冲在悬吊芯As2S3微结构光纤中传输时, 抽运波长对中红外超连续谱产生的影响。通过分步傅里叶算法数值求解广义非线性薛定谔方程, 对不同抽运波长的飞秒脉冲在悬吊芯As2S3微结构光纤中传输时的传输特性及演化过程进行分析。模拟结果表明, 当抽运波长为2300 nm时, 处于光纤的反常色散区且近零色散波长, 可获得宽带且平坦的中红外超连续谱, 光谱范围覆盖1.2~7 μm; 当抽运波长为2500 nm时, 处于光纤的反常色散区且远离零色散波长, 可获得超宽带中红外超连续谱, 光谱范围覆盖1.2~7.5 μm, 但其平坦度略差。该结果对产生中红外超连续谱时选择合适的激光抽运波长, 进而优化中红外超连续谱具有重要的参考价值。

为了提高不锈钢焊接性能,提出了一种旋转双焦点激光-惰性气体钨极保护焊(tungsten inert gas,TIG)复合焊接方法,该方法通过旋转的两束激光与电弧进行旁轴复合。运用自行设计的旋转双焦点激光-TIG复合焊接头对304#不锈钢进行了工艺试验,并分析了焊缝的组织和性能。结果表明,在旋转双焦点激光-TIG复合焊接过程中,焊接电流和激光功率的有效耦合是影响焊缝组织的关键因素,而旋转频率的大小对焊缝的组织形成以及显微硬度都有非常重要的关系,低速旋转时可以引起焊缝的多次重熔,因此使得组织细小,硬度较高。该结果可用于指导激光-TIG复合焊接技术的理论分析及其实验研究。