在红外成像探测系统的作用距离评估中，要用到大气平均透过率参数，而它又是作用距离的函数，因而一般要用程序循环迭代的方法来计算作用距离。本文介绍了一种针对点目标探测的变步长作用距离评估方法，调用 MODTRAN软件计算大气平均透过率和天空背景辐亮度，利用评估模型计算设定距离下的像元个数、信噪比和调制对比度，判断是否满足目标探测所需的最低性能指标，从而确定最大作用距离。在设定值与真实作用距离值相差较大时，采用较大的步长；在设定值与作用距离值相差较小时，采用较小的步长。相比固定步长法，可以在保持计算精度的同时，大大加快计算速度。

拉曼光谱技术能够提供与物质特定分子结构相关的光谱信息, 可用于识别生物组织微小的生化变异, 具有快速、 实时、 无损、 无需样本预处理等优点, 在临床病理诊断领域极具应用前景。 与常规组织病理学分析相比, 拉曼光谱技术能够直接检测活体组织, 简化了分析程序, 缩短了诊断时间。 人体病变组织的细胞分子组成和结构可能发生变化, 这为拉曼光谱技术在组织病理诊断中的应用提供了检测依据。 基于组织分子组成与结构的差异, 结合机器学习和化学计量学方法, 拉曼光谱技术可以提供客观的诊断信息, 实现快速、 低侵入的病理诊断。 回顾了近十年来拉曼光谱技术在组织病理诊断中的研究进展, 对取得的关键成果进行了总结, 阐述了当前离体和活体应用拉曼光谱技术的一些关键问题。 针对离体拉曼光谱检测, 重点评估福尔马林固定石蜡包埋样本、 冷冻样本和新鲜组织样本等离体样本的适用情况; 阐述拉曼光谱数据收集的关键技术, 包括适用光源、 光谱范围, 以及病理样本光谱采集的方式等。 对于活体拉曼光谱检测, 重点介绍了活体检测研究中拉曼光谱技术应用的两种形式: 结合医用内窥镜进行体内检测, 以及开放手术中的直接检测; 综述了临床适用的拉曼系统, 重点介绍了当前活体拉曼研究中应用的光纤探头。 同时, 文章也讨论了拉曼光谱数据的处理与分析方法, 通过光谱预处理, 特征提取与分类识别, 构建拉曼光谱病理诊断模型, 在小样本范围能够获得较好的诊断结果。 考虑临床实际应用, 仍需要不断优化分析方法, 实现拉曼光谱与生化信息的关联, 将样本个体差异的影响纳入分类模型中, 以提升模型性能。 文章对拉曼光谱应用于病理诊断中的关键问题进行了讨论, 为进一步开展研究提供参考。 未来需要更深入和广泛地开展离体和活体研究, 以促进拉曼光谱技术在临床中的应用。

炸药、 生物及化学危险物检测在反恐和公共安全领域具有重要应用价值, 也是目前亟需解决的问题。 激光诱导击穿光谱技术利用高能激光脉冲诱导材料产生等离子体, 通过探测等离子体辐射光谱从而分析其组成成分。 拉曼光谱技术是基于非弹性光散射的一种光谱检测方法, 可以反映分子的振动信息。 由于它们都具有快速和非接触遥测的优点, 成为最有发展潜力和应用前景的危险物检测技术。 介绍了激光诱导击穿光谱、 拉曼光谱以及二者联合探测技术在危险物检测中的国内外发展现状, 并对各自的优缺点进行了分析。 激光诱导击穿光谱信号强、 实时性好, 但重复性差、 基底效应影响显著, 在判别组成元素相同而分子结构不同的危险物和干扰物时面临巨大挑战。 拉曼光谱能够提供被测物的分子信息, 适合于鉴别有机危险物, 但信号弱、 受荧光干扰大、 检测低浓度样品及分析混合物的能力弱, 外场使用时受周围杂散光以及环境变化的影响大。 将这两种光谱探测技术相融合, 发挥各自的优点, 可以有效地提高探测危险物的准确度。 但两种光谱联合探测系统结构和数据处理复杂, 成本高, 还有许多技术难点亟需解决。 文章最后, 对危险物激光诱导击穿光谱和拉曼光谱研究的前景进行了展望。

激光目标模拟器逼真度主要用来评估目标模拟器出射激光对实际场景中激光照射器出射激光在传输及被目标发射时的近似程度。逼真度评估的有效程度取决于评估方案的适用性及实际可操作性。因此, 提出了一种激光目标模拟器模拟逼真度的有效评估方案, 并给出了具体指标的量化逼真度定义。首先给出了实战中的激光能量传输模型和半实物仿真系统中的光斑控制模型, 接着以此为依据重点研究了激光目标模拟器激光脉冲和激光光斑特性的逼真度评估内容, 最后通过计算各分项指标权重, 得出了激光目标模拟器的整体逼真度。逼真度量化评估方案可应用于激光目标模拟器的设计及性能评估, 从而达到在室内完成半实物仿真测试以减少总体测试费用和时间的目的, 对于现代化**系统设计具有十分重要的意义。

在介绍哈特曼波前分析仪工作原理的基础上，分析了哈特曼探测器微孔阵列面与CCD 面间距LH 参数校准的必要性，提出并讨论了用已知斜率的平面波校准LH 参数，并将平面波斜率值精确溯源至点光源位移量的校准方法。依据此校准方法，实际校准了一台哈特曼波前分析仪，给出了LH 参数的校准值。用校准过的哈特曼波前分析仪测量了三种不同曲率半径的球面波前，与软件构造的相同曲率半径的理想球面波前作比较，波前测量精度达λ/35 ，波前像差PV 值达λ/7 。该实验结果表明，哈特曼波前分析仪校准结果是准确的，校准方法是有效可行的。

分析了基于CCD相机激光光束宽度测量过程中引入的噪声特性，并给出了有效抑制噪声的方法，说明了在光束宽度计算过程中尤其采用4σ算法时，积分区域选取的意义及正确的选取方法，总结了影响基于CCD相机激光光束宽度精确测量的因素。通过实验，进一步验证了用4σ算法计算激光光束宽度时，特别是计算小光斑光束宽度时，积分区域限制的重要性；提出了积分区域最佳选取值为2倍的光束宽度；得出了如无噪声影响，CCD空间分辨率对基于4σ算法的光束宽度结果影响很小的结论，即采用4σ算法虽然光束宽度内仅有十几个甚至几个像素，仍可得到准确的光束宽度值；定量给出了高频随机噪声对基于4σ算法的光束宽度测量重复性的影响，以及提高测量结果精确度的方法；分析了基底噪声对基于4σ算法的光束宽度测量结果的影响程度，提出了正确的背景图像扣除方法以减少基底噪声的影响。

针对固体发动机羽烟透过率面阵测量系统的测试要求, 设计开发了两种不同的峰值保持电路。其中激光和红外光通道采用峰值保持芯片PKD01代替由比较器和取样保持器组成的峰值保持电路, 降低了由于比较器转换状态延迟和保持电压下降所导致的误差。对于可见光通道, 由于经光电转换后的电压信号为窄脉冲小信号, 为了降低峰值保持电路中二极管对小信号的非线性误差, 先对信号进行了前置放大；为了保证低电压下降率, 采用了前置峰值保持电路与PKD01相结合；为了保证高压摆率, 选用肖特基二极管和聚酯薄膜电容组成前置峰值保持电路。测量结果表明, 经过改进的峰值保持电路可以稳定、快速、准确地保持面阵烟雾透过率测量系统中各路的电压信号。

研究了人工神经网络在激光诱导击穿光谱(LIBS)塑料分类识别方面的应用。 选用七种常见的塑料作为实验样品, 获得每种样品的170组LIBS光谱数据, 利用主成分分析获得前五个主成分的得分矩阵。 用每种塑料样品的130组光谱数据的主成分得分矩阵作为训练集, 建立反向传播(BP)人工神经网络模型。 将其余40组主成分得分作为测试数据输入训练好的模型进行分类识别, 其识别准确度达到97.5%。 实验结果表明, 通过采用主成分分析与BP人工神经网络相结合的方法, 可以很好地进行塑料激光诱导击穿光谱的分类识别, 对塑料的回收利用有重要价值。

为了满足激光器生产过程中快速检测激光发散角的需求，研制了一套激光发散角快速测量系统。测量系统采用焦点法测量激光发散角，利用可变光阑法确定透镜焦点处激光束的直径。为了提高测量系统的自动化程度，基于LabView软件开发平台开发了测控软件。可实现对不同孔径小孔光阑的自动更换测量，记录相应的透过能量值，计算激光束发散角，并进行保存和打印。实验结果表明，测量系统测量结果准确，测量误差小于0.05 mrad，自动化程度高、操作简便，能够满足激光发散角快速测试的要求。

以一种常见的无机爆炸物——黑火药及其主要成分硝酸钾作为研究对象， 硝酸钠样品作为参照物， 使用1 064 nm调Q激光器作为光源， 进行实验研究。 获得了不同环境气体（空气和氩气）中三种样品的击穿诱导等离子体光谱， 在不同延迟条件下获得了三种样品的时间分辨谱， 并分析了三种样品的O/N谱线强度比值随延时的变化， 得出在延时596 ns时， O/N比值达到最大值。