针对相差显微镜采集的细胞图像具有亮度不均衡且细胞与背景对比度较低的问题，根据图像中细胞区域灰度变化急剧和背景区域灰度变化缓慢的特征，提出一种基于双重高斯滤波的细胞图像快速分割方法。从频率域的角度出发，构建双重高斯滤波过滤低频信息、保留高频信息，有利于增强细胞与背景的差异性，降低亮度不均衡因素的干扰；借助自适应阈值分割出细胞，并使用形态学闭运算改善其形态，同时利用面积约束在一定程度上消除杂质对分割准确性的影响。在C2C12数据集上测试所提方法，精确率、召回率和F值分别为0.9770、0.9457和0.9609，优于对比算法。研究结果表明：所提方法具有较好的准确性和鲁棒性，能实现细胞图像快速、准确分割。

从热传导方程和热弹性方程出发,基于EasyLaser仿真软件,对激光辐照Si反射镜、SiO2窗口镜温度分布和热相差进行了模拟计算,比较了相同吸收的情形下,两种元件温升、热相差分布的时间、空间特性,并开展光-热-力控制多物理耦合仿真,比较了激光辐照Si反射镜、SiO2窗口镜热效应对激光传输远场特性影响和自适应光学校正效果。仿真结果表明,由于SiO2窗口镜导热性能差,热相差随激光辐照时间的增加而线性增加,其分布与辐照激光光斑空间分布相似,且在激光辐照停止后较长时间内仍然存在;而Si反射镜导热性能好,温度分布在较短时间内匀化导致温度梯度小,热相差先快速、后缓慢增加,在激光辐照停止后热效应的影响很快消退。实验光斑强度的空间分布,对两种元件热效应的影响不同:对于SiO2窗口镜,其热相差的高空间频率成分增加,严重影响激光光束远场传输与自适应光学校正效果,而Si反射镜热导率大,受到的影响较小。

在多天线信号合成技术中, 合成系统需在中频完成各信号间时延差估计与补偿, 以便进行信号合成, 提高接收质量。分析发现, 利用同一本振对两路信号下变频会引入新的相差, 该相差将导致直接时延估计算法性能下降。通过在直接时延估计算法(ETDE)基础上增加一个相位补偿因子, 将时延与相差进行解耦, 利用相位补偿因子来修正相差, 最终实现无偏时延估计。理论分析与仿真结果均表明, 该算法能够不受相差的影响准确估计时延并进行跟踪, 相比无相差下的直接时延估计算法, 该算法的收敛速度提升+3ω/π2, 并且估计性能改善3 dB以上。

针对于液晶显示器出现的侧视角发红不良, 本文从定性及定量角度进行机理分析。初步实验定性确定影响侧视角发红的主要因素为材料Rth和颜料颗粒分布。定量分析方面, 通过对Rth、膜层厚度、上偏振片偏振方向与主观察方向的夹角(A-UPMO)、透过光主波长4个方面的分析, 得到侧视角不良程度的理论计算公式。根据上述结论, 通过减小Rth, 减薄膜层厚度以及缩小A-UPMO可以有效改善不良程度。给出通常情况下, 新材料开发过程中Red/Green/Blue Rth的阈值分别为6.0 nm/5.4 nm/4.0 nm, 为未来新材料开发及不良改善提供有益的参考。

结合光的强度传输方程和微分干涉相差(DIC)显微镜设计了一套定量相位显微成像系统，用以同时揭示癌变过程组织微结构的三维改变以及由此导致的光散射特性的变化。采集257例乳腺浸润性导管癌未染色石蜡包埋组织切片的DIC图像，由强度传输方程获得其二维分布相位图，并由散射相定理进一步导出空间分辨的光散射特性图。结果表明：乳腺浸润性导管癌的分级与组织的约化散射系数、各向异性因子高度相关；随着癌症分级的提高，乳腺浸润性导管癌组织的约化散射系数显著增大，各向异性因子显著减小。利用所得的光散射特性参数预测乳腺浸润性导管癌的癌症分级，准确率可达88%。DIC显微镜自身具有的无标记、高图像衬度等特点使得该实验方法也可以用于新鲜组织或冰冻组织切片，并可用于实时、快速的病理诊断。

针对相移干涉法测量表面三维形貌时深度测量范围受波长限制这一问题, 提出一种四波长表面形貌干涉测量系统。通过滤波片的轮换, 将白光LED光源的光切换出4个不同波长的光源, 并依次进行单波长干涉。为解决多波长干涉图像数据处理, 采用基于椭圆拟合的算法, 在逐帧逐点的相位计算条件下, 运用大小尺度相结合的算法实现高精度宽范围的表面形貌测量。实验结果表明: 在深度测量范围扩大到约41倍的条件下, 测量经中国计量科学研究院采用粗糙度国家基准校准的方波多刻线样板, 得到的表面粗糙度数据与校准数据相比, 相对误差为4.09%。说明在一定的深度范围内, 该系统能够实现表面形貌的高精度测量。

通道幅相差的存在会导致直接定位算法(DPD)精确度下降。分析了通道幅相差对多阵列直接定位算法的影响，并在通道幅相差存在的情况下提出了一种改进算法。该算法利用各阵列通道幅相差的校正结果对阵列流型矢量进行补偿，然后用直接定位算法估计目标位置。仿真表明该算法较之无校正直接定位算法，具有更高的精确度。

为了研究1维光子晶体中光强的分布, 采用特征矩阵法推导出TM波在1维光子晶体中光强的分布公式, 进行了TM波和TE波在1维光子晶体中光强分布的理论分析。结果表明, 在禁带范围内, 随着TM波和TE波在1维光子晶体中传播深度的增加, 其光强迅速衰减;在导带范围内, 随着TM波和TE波在1维光子晶体中传播深度的增加, 其光强不会衰减。这一结果对1维光子晶体中TM波和TE波的禁带和导带的形成的认识是有帮助的。

根据夫琅和费衍射理论，建立了四路激光相干合成模型，研究了不同占空比条件下倾斜相差对激光相干合成效果的影响。通过欧拉旋转变换，将各子光束的倾斜角度转换成相应的倾斜相差引入到光束合成模型中。仿真计算了不同占空比、不同倾斜角度情况下合成光束在远场的光强分布，分析了占空比、倾斜角度对远场光强分布的影响。仿真结果表明，随着子光束倾斜角度的增大，远场艾里斑内的光强逐渐减小，合成效果变差。仿真计算了不同占空比条件下桶中功率(PIB)和β因子随倾斜角度的变化关系。仿真结果表明，随着子光束倾斜角度的增大，PIB和β因子两个评价指标均逐渐变差。为了达到一定的评价指标要求，必须利用快反镜等校正器件将各子光束的倾斜角度减小到一定的范围之内。