将扩散干涉光谱（iDWS）技术与光外差检测方法和扩散散斑衬比分析方法相结合，提出了一种扩散相干散斑成像检测方法，并搭建了实验系统。该系统能有效地提高无创检测局部脑血流量（rCBF）的信噪比和检测精度，仿体流速实验结果表明，其相对血流指数与实际流速具有较好的线性度，在源-探距离为6~12 mm范围内线性相关系数均值为0.9881±0.0005。该检测方法可以区分不同目标区域的流速变化，管径为4.8 mm时相对误差为2.04%，结合血管管径测量方法可实现流速和流量的有效监测。通过在体实验和袖带加压实验，证明系统可以检测到活体rCBF的流速信息，且在有效测量流速范围内有较好的检测准确度。

硬质复合材料因拥有高硬度、高强度和耐磨性好的特点，常被用做刀具生产的合金材料。使用激光选区熔化技术，通过改变成形工艺参数激光功率和扫描速度，制备WC 12Co硬质合金样件，研究工艺参数对成形试样致密度、截面金相组织和显微硬度的影响。结果表明：当激光扫描速度值不变时，随着激光功率的增大，成形试样的致密度呈现逐渐增大的趋势；当激光功率值不变时，随着激光扫描速度的增大，成形试样致密度先增大后减小，扫描速度对致密度的影响较为明显；线能量密度值过大或者过小都不利于试样致密度的提高；在激光功率290 W、扫描速度为900 mm/s的最佳参数组合下，得到了致密度为91.392%的WC 12Co试样。通过对工艺参数进行合理匹配设计，为SLM成形WC 12Co应用于实际工业生产提供了理论和工艺实践参考。

研究了层厚对选区激光熔化(SLM)成形18Ni300马氏体钢粗糙度、致密度、显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：在激光功率和扫描间距一定的条件下, 当层厚≤50 μm时, 致密度随激光体能量密度的下降呈现先升高后降低的趋势; 当层厚≥70 μm时, 致密度随激光体能量密度的下降逐渐降低。随层厚的增大和扫描速率的降低, SLM成形过程中的冷却速率逐渐下降, 晶粒尺寸逐渐增大。通过优化工艺参数, 在层厚为30~70 μm时均能成形致密(≥99.0%)的18Ni300试样, 其硬度、断裂强度和延伸率均随层厚的增加而逐渐降低, 且拉伸断口均呈塑性断裂机制。

为研究激光选区熔化(SLM)工艺成形CX马氏体时效不锈钢时的成形质量与力学性能,基于单熔道实验确定了CX马氏体时效不锈钢SLM成形的工艺窗口。在此基础上,分析了离焦量对SLM成形CX马氏体时效不锈钢试样致密度、硬度和表面粗糙度的影响规律。结合拉伸实验和微观组织观察,研究了热处理前后试样力学性能的变化规律。结果表明:在低离焦量时,激光能量密度过高,熔池不稳定性增加,球化现象明显,试样致密度和硬度降低,表面粗糙度升高,拉伸断口呈准解理断裂特征;随离焦量增大,适宜的能量密度和光斑尺寸有利于相邻熔道间和层间形成良好的冶金结合,力学性能得到改善;当离焦量过大时,激光能量密度和穿透深度降低,层间存在未熔金属粉末,试样致密度和力学性能下降。当离焦量为3.5 mm时,试样横截面与纵截面硬度最高为35.94 HRC和36.82 HRC,表面粗糙度最低为7.315 μm,拉伸断口转变为韧性断裂,抗拉强度最高为1218 MPa。同时,经固溶时效热处理后,试样力学性能显著提高,抗拉强度最高为1746 MPa,相比打印态试样提高了43.35%。

基于C-T模型对光学元件加工表面微观形貌的双向反射分布函数(BRDF)进行了分析研究, 针对光学元件精密切削表面建立了微观形貌仿真模型, 利用Matlab软件仿真并分析了入射光参数和表面微观参数对BRDF的影响。结果表明, 相同微观形貌参数下, BRDF函数峰值随入射角度和入射波长的增加而增大; 当入射光参数相同时, 微观形貌参数的变化会引起入射光在表面产生多次散射和遮挡效应, 从而会改变BRDF函数峰值。随着均方根高度的增大, 散射和遮挡效应增加, BRDF函数峰值随之减小; 随着轮廓宽度的增大函数峰值也增大, 随均方根斜率的增大BRDF函数峰值减小。

近红外光谱常被用于含氢有机物质等的物化参数测量, 可以提供丰富的结构和组成信息在复杂溶液的光谱定量分析中更是被广泛应用。 然而在人体血液等复杂溶液的近红外光谱分析中, 强大的背景信息造成的噪声干扰和冗余变量的存在, 严重影响着样品的光谱测量和分析, 影响着分析的效率和准确度。 如何消除背景噪声等的干扰来提高分析准确度已经引起高度重视, 近几年来, 国内外学者提出了许多基于化学计量学方法的相关方法。 从光谱预处理、 变量优化和建模分析三方面, 以传统的化学计量学方法出发, 总结和分析这些方法在人体血液等复杂溶液的近红外光谱定量分析的应用和各自的特点, 为提高光谱定量分析准确度的研究提供参考。

细胞的正常生长要求保持氧化与抗氧化平衡, 而高糖环境会破坏这种平衡, 使细胞倾向于氧化, 产生大量的氧化中间产物, 对细胞造成氧化应激(OS)损伤, 从而导致炎性因子分泌, 细胞增殖缓慢, 生长受到抑制。光生物调节作用(PBM)成为康复治疗中不可缺少的一种方法, 其一方面可以提高抗氧化物酶的活性, 调节抗氧化体系的平衡, 加速胶原合成,另一方面可促进细胞因子、生长因子的分泌, 减少炎性反应, 维持氧化与抗氧化平衡, 促进细胞增殖。大量的细胞试验、动物试验和临床研究对PBM的具体作用机制和疗效做了深入的研究与探讨。为更好地促进PBM在临床及生命科学领域的运用, 本文对现有的研究成果进行了回顾与梳理, 主要从高糖环境下的细胞损伤变化、PBM修复损伤的机制、PBM的研究进展及展望等方面进行了综述, 阐述了PBM对高糖诱导的细胞OS损伤修复的机制, 更好地推进了光学在生物医学领域的应用。

采用激光选区熔化(SLM)工艺打印18Ni-300马氏体时效钢零件,研究了正离焦量对18Ni-300成型零件打印质量和力学性能的影响规律。结果表明:当离焦量较小(+1.5 mm)时,功率密度过高,导致熔池内部产生湍流,熔道表面出现明显的球化现象,成型试样内部出现较大的孔隙缺陷,力学性能下降,拉伸断口呈准解理断裂特征;随着离焦量增加,功率密度减小,光斑和熔道随之变宽,改善了试样的性能,试样的拉伸断裂机制转变成塑性断裂;当离焦量为+2.5 mm时,功率密度适中,熔道之间形成了良好搭接,内部组织均匀,增强了层间结合,试样的硬度和抗拉强度分别为37.7 HRC和1215 MPa;当离焦量增加至+3 mm以上时,熔道之间的搭接率过大,出现过度堆叠现象,功率密度过低,光斑穿透力减弱,影响了层间结合,试样性能下降。

扩散光学层析成像(DOT)是一种利用近红外光来探测生物组织光学结构的低成本、无辐射损伤、成像深度深的在体光学功能性成像技术。由于生物组织体自身需满足强散射、低吸收以及成像空间分辨率高等需求,因此DOT重建的逆问题具有严重的病态特性。传统的逆问题解决办法主要是基于代数迭代的重建方法,随着人工智能的发展及大数据时代的到来,深度学习研究掀起了一个新高潮,基于深度学习网络模型的逆问题解决方法逐步被用于DOT重建过程中。通过梳理传统的DOT重建算法,重点综述了最新深度学习用于DOT重建的研究进展,旨在为本领域相关研究团队提供参考。

为解决近红外光谱法分析物质浓度过程中缺乏可测度分析而导致测量过程存在一定盲目性问题, 研究在已知测量条件、 样品种类、 被测组分以及建模分析方法的条件下, 利用近红外光谱谱线特性作为参数, 在大量样品近红外光谱采集和标准法测得浓度数据等工作前, 对被测物质浓度的分析误差做大致估算。 经过大量尝试和试验提出等效信噪比（ESNR）和谱线重叠系数（OC）两个重要参数, 其中ESNR反映待测组分吸光度占总吸光度的比重, 而OC则反映待测组分近红外光谱曲线间的重叠程度。 通过理论仿真得到光谱分析中用经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时谱线特性与物质浓度分析误差的关系, 分别计算ESNR和OC与被测组分浓度分析误差（RMSE）的关系, 并且研究两个谱线参数的独立性。 利用理论分析得到结果对浓度为8%~12%乙醇水溶液进行可测度分析, 并与近红外光谱法分析的实际结果进行比较。 研究通过理论仿真得到使用光谱分析中经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时谱线特性与物质浓度分析误差的关系, 其中ESNR与RMSE成反比关系, 而OC与被测组分分析误差成非线性的单调关系, 并且验证了ESNR和OC两个参数的独立性。 通过理论计算和乙醇水溶液近红外光谱检测实验对等效信噪比和谱线重叠系数与光谱分析浓度误差的定量关系进行讨论, 通过理论分析得到的乙醇浓度RMSE预估值为0.30%, 近红外光谱分析实际RMSE为0.32%, 相对误差6.67%, 二者结果相符。 实现了在测量条件、 样品种类、 被测组分以及建模分析方法已知的条件下基于近红外光谱分析的待测组分含量理论误差的定量计算和实验验证。 该研究明确了对近红外光谱法分析物质浓度有明确定量关系的两个谱线参数, 给出了使用光谱分析中经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时的分析误差经验曲线, 以及利用曲线进行近红外光谱法待测组分浓度可测度分析方法。 结果表明所提出的ESNR和OC两个谱线特性参数的有效性, 以及分析误差预估方法的有效性。 为近红外光谱法待测组分浓度定量分析提供了有效、 快捷的预估方法, 完善了近红外光谱法成分含量可测度分析理论, 对近红外光谱法物质浓度定量分析研究具有一定指导意义。