在临床使用条件下, 为提高内窥镜相对畸变率检测的准确性和效率, 提出一种基于定位图像质心的相对畸变率自动检测方法。该方法对内窥镜拍摄的标准板图像进行灰度和二值化处理, 结合Canny算子和三次样条插值法检测标准板上图形的亚像素边缘坐标, 定位图像质心, 确定过质心的最长和最短径向尺寸, 从而计算相对畸变率。使用经溯源的标准板对此方法进行了验证, 对3套临床在用内窥镜分别使用质心法、椭圆拟合法和人工测量法进行检测, 结果显示, 质心法和椭圆拟合法这2种图像处理方法的测量结果一致性较高, 并且检测结果的准确度高于人工测量方法。

针对四旋翼飞行器姿态控制中采用自抗扰控制技术的控制器参数过多、整定时难以获得一组最优解的问题, 提出了一种变权重与杂交的粒子群优化算法。该算法主要由两部分组成: 第一, 根据迭代过程中粒子群中粒子与全局最优粒子间的距离大小动态改变惯性权重, 并设置系数控制其对惯性权重的影响程度; 第二, 引入杂交进化, 在指定迭代次数内, 若粒子群全局最优值连续未变, 则对指定数量的粒子进行杂交, 增加粒子多样性, 避免陷入局部最优。通过Matlab/Simulink搭建四旋翼飞行器模型并仿真, 其结果表明, 该优化算法对ADRC控制器参数的整定是有效的, 能使四旋翼飞行器的控制品质得到保证和优化, 提升设计效率。

探索了长短脉冲复合激光在铝材损伤方面的应用。基于激光与材料相互作用的热效应原理, 讨论了材料表面反射率、激光与材料耦合系数等对损伤机制的影响, 数值计算了长脉冲激光辐照对2A12铝材的热效应、短脉冲激光对铝材的冲击压强及损伤时间。设计了长短脉冲复合激光辐照实验系统。结果表明, 设计的长短脉冲复合激光器能够实现对2A12铝材的有效快速损伤, 损伤效果好于单独的长脉冲或短脉冲作用, 有效降低了损伤时间。

吸附法处理含铅废水因其经济性备受关注。 开发可回收的专一性Pb(Ⅱ)吸附材料是高效处理含铅废水和实现铅回收的关键。 结合氧化石墨烯(GO)的强吸附性、 Fe3O4的磁性和表面印迹技术, 以氧化石墨烯负载四氧化三铁(Fe3O4/GO)为载体, 硝酸铅为模板离子, 甲基丙烯酸(MAA)及水杨醛肟(SALO)为功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂制备了磁性Pb(Ⅱ)表面印迹材料（Fe3O4/GO-IIP）, 并探讨其重复利用性和对Pb(Ⅱ)的专一性吸附性。 结合XRD, SEM, FTIR等谱学方法, 对Fe3O4/GO-IIP进行表征, 并分析其对Pb(Ⅱ)的吸附机理。 以Fe3O4/GO-IIP作为吸附剂选择性去除水溶液中的Pb(Ⅱ), 结果表明, Fe3O4/GO-IIP对Pb(Ⅱ)具有很好的亲和性, 反应在5 min内, 对初始浓度10 mg·L-1 的Pb(NO3)2的去除率达到70%, 反应在20 min左右达到吸附平衡。 准二级吸附动力学和Langmuir吸附等温线能较好的表达其吸附过程。 TEM和SEM图谱证明了Fe3O4均匀地分散在GO表面, 粒径为10~20 nm, Fe3O4/GO-IIP表面存在Pb(Ⅱ)印迹孔穴, 增强其对Pb(Ⅱ)的选择吸附性; 在竞争离子［Cd(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cu(Ⅱ)］存在条件下, Fe3O4/GO-IIP对目标污染物Pb(Ⅱ)的选择性系数比非印迹吸附材料(NIP)提高2～5倍; XRD和FTIR谱图分别从晶相结构和官能团证明了Fe3O4/GO-IIP的成功合成。 对制备材料进行磁分离后洗脱再利用, 结果表明Fe3O4/GO-IIP具有良好的重复利用性。 该结果对于含铅废水处理和铅回收具有重要的意义。

纳米铁广泛用于水中重金属离子的去除, 但由于其易团聚的特性, 在地下水中迁移性差, 使其修复效果降低。 氧化石墨烯具有吸附重金属的作用, 但由于其表面带有负电荷, 对带负电的高价铬（Cr2O2-7, CrO2-4）吸附作用较弱。 以氧化石墨烯（GO）为载体, 采用液相还原法制备的氧化石墨烯负载纳米铁（rGO-nZⅥ）, 在改善纳米铁的分散性的同时, 利用nZⅥ将带负电的高价铬（Cr2O2-7, CrO2-4）还原为带正电的三价铬（Cr3+）, 增强了氧化石墨烯对其吸附的性能。 利用XRD和TEM对制备的rGO-nZⅥ进行表征, 表明制备的rGO-nZⅥ近似球形, 粒径为20～100 nm; 零价铁负载在GO表面。 应用rGO-nZⅥ处理Cr（Ⅵ）污染的地下水, Cr（Ⅵ）的去除效率可达到100%, 材料的最佳投加量与Cr（Ⅵ）浓度呈线性正相关。 采用X光电子能谱（XPS）分析铬和铁的存在形态, 并通过XPAPEAK41分峰后证实, Cr（Ⅵ）首先被还原为Cr（Ⅲ）, 进而生成Cr(OH)3吸附到材料表面。 由XPS图看出, 经24 h反应, 69.8%的Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）吸附到材料表面, 此时仍具有Fe0的峰, 证实材料具有很强的还原吸附铬的能力, 且仍具有缓慢释放电子的能力, 有利于后续长时间的修复。 该结果对于利用rGO-nZⅥ处理地下水Cr(Ⅵ)污染具有重要的理论意义和实用价值。

在需要利用光的相干性的场合,如倍频、光参量振荡、全息以及光束的相干合成等对激光器输出的线宽有严格的要求,这时就需要对纵模进行选择。介绍一种小型化单横模单纵模激光二极管泵浦Nd∶YAG激光器,单脉冲能量3.6 mJ,重复频率200 Hz,脉冲宽度16 ns,单横模、单纵模运转。该激光器采用谐振反射器和腔内倾斜标准具对纵模进行选择,试验结果与理论计算比较吻合。该激光器可用作窄脉宽高能激光器的种子源。

介绍一种纯风冷激光二极管泵浦的脉冲Nd∶YAG激光器, 单脉冲能量250 mJ, 重复频率25 Hz, 脉冲宽度7 ns, 光光转换效率13.6%。激光器输出为准基模, 垂直和水平方向的M2值测量结果分别为2.81和4.09。同样结构下将风冷系统换成风冷水冷结合方式, 激光器脉冲能量345 mJ, 重复频率提高到50 Hz, 光光转换效率上升为15.2%。两种形式的激光器连续工作时间5 min, 并进行了高温+55 ℃和低温-25 ℃的环境试验。

采用波长1064 nm, 功率为1 W的种子激光实现了两路光纤激光的相干合成, 采用了两只保偏光纤准直器接收两路光干涉信号, 与利用透镜直接把干涉信号会聚在探测器上相比, 这种耦合方式得到的光干涉信号的条纹对比度更高。对相位噪声以及相位噪声的带宽进行了研究, 结果表明, 相位噪声由电信号串扰以及环境扰动产生。通过人为拨动光纤来增加相位噪声带宽, 当相位噪声带宽增加时, 相位控制精度下降。提出了提高相位控制精度的方法, 实验获得了桶中功率为21.3%、斯特列尔比为79%、相位控制精度为0.008λ的相干合成效果。

基于光楔的基本理论,提出了一种双光楔系统的设计方案。适当加大光楔座的尺寸,在两个光楔座的外缘分别均匀刻上m、n个沟槽,并把这些沟槽做上标记。将两个同样的光楔分别装在两个光楔座上。由于光线偏折发生在主截面内,可以计算出每移动一个沟槽发生的光线偏折角度变化。调试过程中首先粗略计算两个光楔座的初始位置,然后旋转光楔,直到满足特定光线转到目标位置。由于两个光楔座上的沟槽数量不等,故该方案可以达到相当高的精度。此外,该方案简单实用。

利用标量衍射理论和角谱方法，针对超分辨近场结构光盘存储系统建立了简单物理模型，并提出了超分辨近场结构光盘的读出信号仿真计算方法。通过对比实际测试信号与模拟信号，证明了该读出信号计算方法的可行性。此外，针对超分辨掩膜层对不同功率入射激光响应不同的特性，分别分析了单轨道和三轨道记录符在高、低功率两束激光读出下的差分信号。数值模拟发现，与传统读出信号相比，差分读出方法能够减小来自邻道的串扰，而且利用差分读出方法获得的信号质量更高。