光声信号的传统检测方法是基于超声技术，这样接触式的信号探测方式增加了交叉感染的风险，不利于临床应用。采用纯光学技术的光声成像可提升检测精度和临床舒适度，具有较强的临床应用价值。设计了采用调Q Nd∶YAG脉冲激光器作为激励源的光声信号激发系统，选用双频He-Ne激光器作为探测源采集光声信号，搭建的外差干涉系统产生携带光声信号特征的拍频信号，利用I/Q正交法解调出光声信号。首先通过超声换能器模拟振动信号验证系统性能，实验结果表明光声信号探测系统能较好地还原出超声振动信号，且与水浸探头相比，振动频率的相对测量误差只有0.04%，绝对差值为0.2 kHz。然后以碳棒和离体生物组织作为样品，利用短脉冲光激励诱导光声信号，采用本系统和超声探头进行信号探测，对比分析结果显示所搭建的外差系统在检测带宽内可以实现光声表面振动波的非接触、高精度探测。

近视是一种常见眼病，已成为中国青少年视力下降的主要原因。近视防控是一个关系国家和民族未来的大问题，已经上升为国家战略。当前近视防控的有效手段之一就是建立屈光发育档案，并根据数据给出眼屈光度的预测。然而，目前市面上并没有一款专用于屈光发育档案数据采集的设备。笔者基于前期研究，结合干涉、波像差和图像分析等技术建立了眼屈光度与生物参数一体化测量系统，主要测量眼轴长度、角膜曲率、前房深度和屈光度等参数。使用组内标准差、测试重复性、变异系数和组内相关系数评估了实验样机测量的可重复性。通过比较实验样机和IOL Master 500的测量结果，验证了实验样机测量结果的准确性和一致性。从组内标准差和测试重复性的数值可以看出：眼生物参数和屈光度测量都有很高的重复性；眼生物参数的变异系数均低于3%，眼轴长度和角膜曲率的变异更小（≤0.256%）；组内相关系数均高于0.6。说明测量结果具有较高的一致性。实验样机与IOL Master 500测得的眼轴长度、角膜曲率、前房深度数值无显著差异（P>0.05），说明实验样机测量结果的准确性很高。这些结果表明这样的一体化设计能完成基本的眼屈光度和生物参数测量。随着技术的迭代，该系统有望成为近视防控专用的屈光档案数据采集设备，为近视防控提供必要支撑。

探究渐进多焦点镜片间接法设计中权重函数和平均曲率分布对镜片光焦度和像散的影响。设计了两组权重函数分布以及平均曲率分布，提出了根据符合度矩阵重置镜片权重分布的优化方法。在相同参数下计算出5组具有不同权重函数和平均曲率分布的渐进多焦点自由曲面面型。对镜片进行加工和评价测量，实验结果表明：权重函数的形状、面积以及权重值的不同，可对镜片光学性能带来不同方面的优化，且权重函数和平均曲率分布共同影响镜片的光焦度和像散分布。

软土地基处理是工程界公认的有较高风险的工程领域, 传统软土固化中大量使用硅酸盐水泥, 不仅消耗自然资源, 还会对环境产生不良影响, 使用环境友好型碱激发地质聚合物替代传统硅酸盐水泥越来越受到国内外学者的重视。论文基于国内外已有研究成果, 从碱激发地质聚合物固化土发展历史、碱激发地质聚合物种类、碱激发地质聚合物反应机理、碱激发地质聚合物固化土力学特性和各类性能等方面进行研究进展的综述分析, 重点谈论地质聚合物处理软土的力学特性, 并对不同碱激发地质聚合物在软土地基加固中抗渗性能、抗冻融性能、抗腐蚀性能等进行分析, 对碱激发地质聚合物在软土地基加固中的应用进行系统梳理和展望, 以期引导和提升碱激发地质聚合物在软土地基加固中的应用, 实现我国地基加固可持续发展。

脉搏波是表征人体生理状况的重要指标, 基于成像式的非接触式脉搏波检测技术在医疗健康领域具有重要的研究意义。鉴于目前非接触式获取脉搏波的方法存在波形细节丢失的缺点, 提出一种利用近红外光源照明, 多帧连续照相颈动脉搏动来获取脉搏波信号的方法。实验中, 在波长为850nm的光源照明环境下, 由工业级近红外相机远距离拍摄颈动脉搏动引起的表皮振动。选取感兴趣区域后提取到原始脉搏波信号, 进而利用极大重叠离散小波变化对信号进行滤波处理, 最终得到保留细节特征的脉搏波。对不同受试者的测量结果显示, 方法获得的波形可以观察到主波、潮波及重搏波等特征, 对于非接触式获取脉搏波具有重要的参考价值。

提出一种基于连续透射消光光谱的粒径测量方法。基于Mie散射理论和人工蜂群算法对颗粒粒径进行反演，结果表明，单峰分布时颗粒的体积频率分布曲线相对均方根误差（RRMSE）低至0.08%，双峰分布时颗粒的体积频率分布曲线RRMSE低至3.49%。用编号为GBW120134、GBW120024和GBW120041的聚苯乙烯乳胶标准颗粒进行了对比实验。结果表明，单峰分布时D50粒径的相对误差在10%以内，双峰分布时D50粒径的相对误差在20%以内。

在医学领域中, 静脉成像技术被用于辅助静脉注射和静脉疾病的治疗。其中反射式成像的静脉成像装置由于非接触、便携性好的优势, 在临床上的静脉定位中具有十分显著的优势。针对反射式成像下的静脉图像中噪声多、静脉特征较弱导致现有的图像处理方法难以准确地提取出图像中的静脉纹路的问题, 提出了一种基于卷积神经网络的静脉纹路提取方法(RIVE)用于提高反射式静脉图像中静脉纹路提取的准确性。使用透射式静脉成像下的图像及标签训练神经网络; 使用训练好的神经网络提取反射式静脉图像中的静脉纹路; 最后, 将反射式静脉图像中提取的静脉纹路与透射式静脉成像的结果比较, 以静脉提取率为基准评估新方法的性能。实验结果表明RIVE的静脉提取率可以达到63.2%, 相比于传统方法有23.7%的提升。因此, 本方法可以更准确地提取出反射式静脉图像中的静脉纹路, 在临床的静脉显像技术中有十分重要的意义。

针对调频连续波（FMCW）干涉光纤压力传感器存在的温度-压力交叉敏感问题，提出了一种实时温度漂移补偿方法。将参考传感器和压力传感器粘接放置在同一温度场中，根据两个传感器的腔长变化量与温度间的关系，分析温度漂移补偿原理，并利用温度漂移补偿方法实时校正压力传感器的温度漂移。实验结果表明，该方法在升温过程中的压力测量误差从9.21%减小到0.32%，降温过程中的压力测量误差从3.33%减小到-0.24%，降温60 min内压力传感器的压力漂移小于0.1 kPa，有效提高了FMCW干涉光纤压力传感器的测量精度。