危岩体稳定性计算是危岩体崩塌地质灾害防治的关键，提出科学准确的危岩体稳定性计算方法对预测危岩体崩塌具有重要的现实意义。拟静力法进行危岩体爆破动力稳定分析，不能真实反映危岩体形状、尺寸及爆破地震频率、初相位等因素对动力荷载实际作用情况的影响。针对倾倒式危岩体，在传统极限平衡和条分法的基础上，考虑了危岩体形状、几何尺寸、爆破地震波频率和入射初相位等因素，建立了考虑尺寸效应的爆破动力稳定分析方法，利用MATLAB软件编制了相应计算程序。算例验证结果表明：计算出的稳定性系数随爆破地震入射初相位的变化呈现一定周期性规律变化，在参数一定的情况下，运用本文方法和程序计算出的危岩体最小稳定性系数与传统拟静力法计算结果比较接近，但均略大于传统拟静力法计算结果，相对差值在5.1%~8.2%之间，符合尺寸效应的讨论结果，计算方法和程序是合理有效的。在条分数取值为1时，所编制的程序计算结果等同于按照传统拟静力方法分析危岩体爆破振动动力稳定性。研究成果可为危岩体爆破动力稳定分析评价、工程建设中危岩体灾害防治以及控制爆破提供一定的参考和依据。

星-地激光通信具有通信距离远、传输信道复杂等特点, 为建立稳定可靠的星-地激光通信链路, 需要建立大口径的地面站。着重研究了地面站中500mm大口径主镜柔性支撑的点位分布及结构尺寸。让主镜组件既满足刚度需求, 也具有柔度缓解其自身动态误差。在Isight平台建立光机热耦合的优化流程。运用Zernike多项式拟合面形得到精准的镜面RMS值; 并以此为优化目标, 获取柔性支撑点位的最优解及柔性杆尺寸参数的最优解。经过优化, 主镜组件可适应温度范围扩大了约30℃; 在俯仰角度变化下, 主镜RMS值下降约2nm。对设备进行了相关试验, 主镜面形均满足指标要求小于0.08λ。

现有的深度学习方法倾向于将磁共振图像重建与分割作为两个单独的任务来处理，而没有考虑到两个任务之间的相关性。如果简单地对重建网络与分割网络进行拼接训练，则可能会由于任务之间的优化难度差异而影响重建与分割的最终效果。基于改进后的教师督导网络训练策略，开发了一种磁共振图像联合重建与分割的多任务深度学习方法。新设计的教师督导策略迭代地以中间重建输出和全采样数据来指导多任务网络训练，缓解误差积累。在一个公开数据集和一个内部数据集上对所提方法进行评估，并与6种现有方法进行了比较。实验结果表明，与对比方法相比，所提方法在实现重建与分割协同优化的同时提升了重建图像质量和分割精度。

为开发紧凑、轻质量、高稳定度的光纤耦合太赫兹时域光谱仪(THz-TDS)，从色散补偿、非线性效应、偏振效应、天线参数等方面对基于1 550 nm波长的光纤飞秒激光器激发的太赫兹时域光谱系统进行理论及实验研究。结果显示，光纤耦合的光谱仪光谱带宽可达4.5 THz，动态范围达70 dB，质量12.3 kg，光路模块体积250 mm×90 mm×50 mm。进一步测试机械振动及环境温度对仪器的影响，在一定范围内，仪器具有较高的鲁棒性，可适应工业产业应用需求。

针对光纤陀螺输出是非平稳信号的特点, 提出了小波-ARMA模型建模方法, 并与ARIMA模型进行了对比分析; 针对滤波方程中的量测噪声不能确定的问题, 提出了基于量测噪声自适应的滤波方法, 并与卡尔曼滤波进行了对比分析。研究结果表明: 滤波方法相同时, 小波-ARMA模型的滤波效果优于ARIMA模型; 模型相同时, 自适应滤波效果优于卡尔曼滤波; 且建模精度大于滤波方法对滤波效果的影响。Allan方差分析表明: 基于小波-ARMA模型的自适应滤波能很好地滤除光纤陀螺中的量化噪声, 提高陀螺的输出精度。

利用衍射光学元件消色差和对波面进行任意整形及自由曲面光学元件校正像差的特性, 将衍射光学元件和自由曲面光学元件应用于传统可见光光谱成像光谱仪成像系统中, 提出了一种新型的可见光光谱成像光谱仪成像系统, 基于衍射光学元件独特的负色散特性, 用一片折射/衍射混合光学元件代替传统的双胶合透镜来实现消色差, 基于自由曲面光学元件的多自由度特性, 在系统中引入两个自由曲面光学元件对系统中的像差进行有针对性的校正, 针对具体的设计实例给出了详细的设计步骤, 设计结果表明, 在相同的参数指标前提下, 新型系统仅为4片式结构, 和传统系统相比, 重量减轻22.9%, 总长缩短26.6%, 最大口径减小30.6%, 调制传递函数值最大提升为1.0视场, 调制传递函数值提高0. 35, 最大畸变减小1.6%, 最大垂轴像差减小56.4%, 轴向色差减小59.3%, 新型系统各方面的性能都得到了较大的改进, 为现代高性能、轻小型可见光光谱成像光谱仪成像系统设计提供了一种新的途径。

结合谐衍射光学元件特殊的消热差以及对波面进行任意整形的特点, 针对现代最先进的像元尺寸为30 μm、 像元数320×240的红外双色探测器, 提出了一种轻小型双光谱超宽温度红外探测成像系统方案, 利用折射/谐衍射结构实现了超宽温范围内的被动式消热差红外成像探测, 仅用三片镜子的单结构就可实现系统在3.8～4.2和8.8～11.2 μm双光谱处在-120 ℃～200 ℃温度范围内同时探测。 系统仅使用锗和硒化锌两种材料, 引入了一个非球面和一个谐衍射面, 实现了消热差、 消色差和结构简单轻量化, 设计结果表明, 该系统在-120～200 ℃温度范围内, 3.8～4.2和8.8～11.2 μm光谱处的最大均方根半径值分别为19.07和17.75 μm, 小于红外探测器的像元尺寸30 μm, 在红外探测器两个像元内, 3.8～4.2和8.8～11.2 μm光谱处的能量集中度分别优于88.7%和82.4%, 成像质量良好, 方案工程实现性好, 设计方法和设计结果合理可行。

利用折射/谐衍射结构设计了超宽温范围内的被动式消热差红外物镜系统.该系统由三片镜子组成，使用锗和硒化锌两种材料，引入一个非球面和一个谐衍射面,实现了消热差、消色差和结构简单轻量化.实验结果表明: 在焦距为54.68 mm，-120～100 ℃温度范围内,系统可以在3.8～4.2 μm和8.8～11.2 μm光谱范围同时工作，且光谱范围的调制传递函数分别优于0.42和0.35，成像质量良好，适用于像元尺寸为30 μm、像元数320×240的红外双色探测器.

综合考虑非线性气温环境和主镜视宁度表面“气刀”强制对流换热，对地基望远镜主镜瞬态温度场理论模型进行研究，结合分离变量法和格林函数法求解出温度场的解析表达式。以4 m主镜为例，运用温度场理论模型解析解，对主镜视宁度进行了分析计算。分析了“气刀”对主镜视宁度的改善效果；讨论了“气刀”风速与主镜视宁度的关系；分析了不同径厚比对主镜视宁度的影响。利用有限元方法分析4 m主镜温度场，与所推导的温度场理论结果进行比较，二者获得了较好的一致性。主镜温度场理论解在望远镜主镜设计中具有普适的应用价值。