在线结构光测量中，为快速准确地提取点云的法向量，提出了一种外接圆方法。通过图像细化法求得光条纹初值中心点集，然后判定相邻三点是否共线：若共线，该点初始法线垂直于该直线；否则，这三点可以确定一个外接圆，连接外接圆心坐标和该点坐标得到该点的初始法向量。为减震荡，需对相邻三条初始法向量做平均，得到最终法向量。通过与Hessian 矩阵法和Sobel 梯度法进行对比，表明该方法能够准确提取法向量，且处理一幅320 pixel ×240 pixel 的图像的时间低于8 ms，能够满足实时性要求。

在基于三角法的线结构光三维测量系统中，如何快速精确地从光条图像中提取光条中心位置是实时精密测量的关键问题。本文在分析线结构光光源选择、环境噪声和被测物体表面反射属性等影响光条中心提取因素的基础上，对当前已有的线结构光光条中心提取方法进行综述，包括专门的光条图像去噪技术和阈值分割技术，以及传统的和改进的光条中心提取算法，分析其原理及关键技术。最后，针对目前线结构光测量中存在的问题给出建议，指出开发能处理高像素图像，并能在室外强光和复杂的自然环境中使用的单目激光系统是将来的发展趋势。

以多孔阳极氧化铝(porous anodic alumina, PAA)膜为模板, 采用真空电子束蒸镀技术, 分别在PAA多孔层以及阻挡层表面形成了银纳米孔和银纳米帽有序阵列表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底, 并以膀胱肿瘤细胞作为分子探针, 测试和分析了这两种SERS活性基底的表面增强拉曼光谱的特性。 结果表明, 两种SERS活性基底对膀胱肿瘤细胞的拉曼散射信号均有很好的增强作用。 银纳米帽有序阵列SERS活性基底不仅具有较高的SERS增强和荧光猝灭效应, 而且不存在与PAA膜中草酸根杂质相关的干扰峰, 可获得膀胱肿瘤细胞拉曼散射光谱的更多细节信息。

为了探测大气气溶胶1064 nm波长后向散射系数垂直廓线和大气水平能见度,研制了一台车载式1064 nm米氏散射激光雷达系统(MMSL)。介绍了该激光雷达系统的结构和技术指标,叙述了光学机械结构的设计与装校,解决了激光雷达系统结构的稳定性、激光发射光束与接收光学单元光轴的平行以及运输过程中的防振等问题。简要叙述了相关的数据处理方法,给出了该激光雷达与美国Belfort 6230A 能见度仪探测大气能见度的对比结果,两者具有较好的一致性。与较早前研制成功并已应用于常规观测的一台532 nm米氏散射激光雷达进行了大气后向散射系数的对比验证实验,两者的探测结果具有很好的相关性。结果表明,该激光雷达具有较高可靠性和准确性。

在反演大气气溶胶后向散射系数时,为了消除激光雷达系统常数,通常在对流层顶附近假设一个气溶胶后向散射系数的边界值。但当激光雷达的有效探测高度达不到对流层顶时,边界值的确定变得十分困难。从米氏散射激光雷达方程出发,得到了边界值与激光雷达距离平方校正回波信号之间的等式关系,并将该关系作为判据,利用迭代法在低层大气中找到一个比较准确的后向散射系数的边界值。将该方法应用于实际激光雷达回波信号反演中,得到低层大气中气溶胶后向散射系数廓线,并与在对流层顶选取边界值反演得到气溶胶后向散射系数廓线进行比较。结果表明,利用提出的方法在低层大气中确定的后向散射系数边界值,可以较好地反演出低层大气中气溶胶后向散射系数廓线。