水体中悬浮粒子对光的散射导致浑浊水下成像质量下降。偏振光学成像技术可基于偏振信息分离散射光和信号光，是浑浊水下成像的有效方法。然而，现有的水下偏振成像技术主要从空域分离散射光和信号光，对于散射光的抑制效果较为有限。利用散射光和信号光在频域的差异性，基于对偏振图像频谱信息的处理实现了对后向散射光的有效抑制，从而实现了成像清晰度的显著提升。在不同浑浊程度水体环境下对于不同物体开展了多组实验，实验结果表明，所提方法相对于传统的水下偏振成像方法可更好地抑制后向散射光和凸显物体信号光，最终实现在浑浊水体环境下的清晰成像，尤其对于高浑浊水体，成像清晰度提升效果明显。

光电探测器因可将光信号转换为电信号而被广泛地应用于视频成像、光通信、生物医学成像和运动检测等方面。但由于所采用的传统光电探测器材料对其性能带来的局限性和日益增长的新需求之间的矛盾, 使得寻找新的材料迫在眉睫。近年来新兴的二维材料为制备更高性能的探测器提供了全新的材料研究平台, 其中石墨烯以其独特的电学、光学与热学特性成为下一代高性能光子学最有希望的候选材料之一。本文系统地综述了不同光响应机制下石墨烯基光电探测器研究现状, 并在此基础上对当下不同石墨烯基光电器件发展前景进行了细致的讨论和展望。

为避免透射式系统存在的色差问题, 采用离轴反射式光学系统, 在三镜后加分色片, 分别成像到中波探测器及长波探测器的焦面上, 实现对中波红外和长波红外两个谱段信息的同时成像。该一体化系统由 3个离轴反射镜和一个分色片构成, 为校正系统像差, 三镜采用 XY多项式曲面。采用二次成像结构形式, 具有 100%冷光阑效率。系统 F数为 2.67, 视场角 11.4°×1.8°, 工作波段为中波 3.55～3.93.m, 长波 10.3～12.5.m。中波红外系统 MTF平均值大于 0.5@25 lp/mm, 长波红外系统 MTF平均值大于 0.4@12.5 lp/mm, 采用光学被动式消热差法对光学系统进行温度补偿, 温度适应范围为－40℃～＋60℃。

我国大科学工程项目LAMOST巡天计划每观测夜能获取多达数万条天体光谱数据, 天文学家通过对天体光谱的分析观察可以获取有效的天文信息用于天文学或天体物理学的研究。 而针对海量数据, 寻找自动方法分析天体光谱并进行天体各种物理参数的测量就具有重要研究意义和价值。 这一课题也吸引了许多学者进行研究, 但目前所尝试的算法和相应结果仍然需要进一步改进, 针对这一需求深入研究了核岭回归(KRR)方法在恒星大气物理参数(包括有效温度、 表面重力和金属丰度)自动测量方面的应用, 特别是在我国大科学工程项目LAMOST所释放光谱数据上的应用。 核岭回归是岭回归算法的进一步发展, 而岭回归是最小二乘方法的一种变形, 其具有解决高维多重共线性问题的能力。 所以KRR方法适合于处理高维的天体光谱信息, 从LAMOST的第五期释放数据中随机选择了2万条被识别为恒星的光谱数据用于实验测试, 该数据既包含低信噪比数据, 也包含高信噪比数据(g, r, i波段平均信噪比最低至6.7, 最高到793)。 首先, 本文对光谱进行预处理, 包括三个步骤: (1)利用小波变换对光谱数据进行去噪处理; (2)因为LAMOST采用的是后期修正的流量定标设计, 所以还通过流量归一化来避免部分光谱流量值不准确的问题; (3)由于每条光谱维数高达数千维, 利用主成分分析方法(PCA)对光谱进行了降维。 然后, 利用KRR方法建立了光谱数据和标准化后的三大参数值之间的回归模型。 最后, 通过设计进行不同的组合实验对KRR算法模型进行了测试分析, 并与经典算法支持向量回归(SVR)进行了对比。 综合所有实验结果显示KRR方法对应的有效温度、 表面重力和金属丰度的测试平均绝对误差分别为82.989 7 K, 0.185 8 dex和0.121 1 dex, 优于SVR的144.230 8 K, 0.188 6 dex和0.124 6 dex。 特别是KRR在温度测试结果上有较大优势, 由此表明KRR方法能够有效地应用于天体光谱特别是恒星光谱参数的自动测量处理中。

为了解决目前电力线悬挂点定位方法鲁棒性低、定位不精确的问题, 采用基于激光点云的结合局部3维重建与迭代搜索的方法对电力线悬挂点定位进行了研究。首先, 对电力线点云空间特征进行分析进而推导电力线空间约束条件, 以此作为生长准则进行基于空间约束的区域生长, 实现跨越多档的单根电力线分割; 然后, 对杆塔点云聚类提取杆塔中心点, 以杆塔中心点连线的角平分线为基准划定每档电力线的空间分割平面; 之后, 对各分割平面附近电力线点云进行空间多项式局部3维重建; 最后, 结合分割平面迭代搜索计算重建电力线的交点, 实现电力线悬挂点空间位置定位。结果表明, 对于3种电压等级线路点云及2种数据质量点云, 电力线悬挂点定位平均偏差均在0.09m以内, 最小偏差为0.03m。该方法鲁棒性高, 可以精确地实现各电压等级及各质量点云数据中的电力线悬挂点定位, 为后续基于悬挂点的电力线模拟工况安全分析提供了基础。

为了解决电力线点云可能存在交跨线点云较难处理、绝缘子点云较难分割、现有算法模型研究不完整问题，采用了基于点云数据特征的电力线快速提取和重建方法，首先通过输电线路体素栅格高程特征进行点云快速粗分类，然后运用随机一致性算法进行点云快速精化，采用顾及交跨线的滤波算法高效准确提取电力线点云，针对电力线局部线性模型分割出绝缘子，最后采用局部加权质心的方式提取电力线关键点，实现电力线的快速重建,并进行了理论分析和实验验证，取得了较好的实验结果。结果表明，电力线提取与重建综合准确率95.3%，总体耗时2.5s以内，验证了算法的快速性、准确性和鲁棒性。这一结果对电力线点云提取和重建有一定帮助。

提出了一种高均匀性低噪声的读出电路, 该电路通过抑制非制冷红外焦平面阵列固定模式噪声, 从而可实现高质量的红外图像.该电路前端采用了行共享的增益可控NMOS管抑制像元固定模式噪声, 同时采用了新型的相关双采样电路抑制列固定模式噪声.在仿真基础上, 采用了AMS 0.35 μm CMOS工艺完成了16 × 16像元芯片的制备.对芯片的大量测试结果表明提出的读出电路可以有效地降低非制冷红外焦平面阵列的固定模式噪声, 同时具有高均匀性的特点, 适用于高性能非制冷红外探测器.

利用纯铜、纯银、纯钨、纯钒、纯钽和纯钼等不同金属材料作为填充金属, 采用预置中间层的方法, 进行了304不锈钢(304 SS)与铌的激光焊接试验。结果表明, 在被选择的填充金属中, 铜和银作为中间层可以实现304 SS与铌的焊接, 前者接头强度最高, 强度峰值达到250 MPa, 是最优填充金属; 随着铜层厚度的增加, 铜层对于Fe2Nb的阻碍作用增强, 接头强度提高, 但是铜层厚度不能过大。

通过对太阳能电池串联电路的动态特性分析，建立了不均匀光照条件下多峰值出现的充要条件.基于串联电路的工作原理，建立了局部峰值点功率之间的数学关系，确定了最大功率点区间位置的动态判断系数.该方法可快速定位全局最大功率点所在区间，确定该区间的上下边界，将电导增量法的运行初值保持在该区间，能够使其快速准确跟踪到全局最大功率点.该方法利用较少计算和小区间搜索代替全局搜索，具有良好的快速性和准确性.同时该方法改善了区间搜索重启条件使其拥有较强的鲁棒性.