对视频电子分划瞄准具进行了设计。根据视频图像电子叠加原理，完成了屏幕存储映射方式的电子分划线及操作提示符场叠加。系统核心是由单片机、视频叠加显示芯片、数字电位器和单稳态延时电路组成，具有叠加图像与场景图像同显、手动二维调节瞄准分划线位置及改变OLED亮度对比度、热图极性转换和手动非均匀校正等功能。

介绍了双向反射分布函数(13RDF)的概念和反映植被特性的归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)、差值植被指数(DVI)等一些重要指数参数。评述了近年发展起来的植被BRDF模型的构建方法，例如统计反演方法，MODIS植被指数合成法和集合卡曼滤波法(EnKF)。分析了目标表面BRDF数据的获取方法和改进的驱动核算法。对BRDF模型的发展趋势进行了展望。

用于非球面光学元件检测的计算全息图的设计与制作精度对实现非球面的高精度检测是至关重要的。为了提高计算全息图的设计精度，采用Householder变换把矛盾方程组的系数矩阵正交三角化，直接求解波面拟合系数，避免了法方程组的构造。全息图的设计是直接利用MATLAB的内部函数编程来实现的。对具有旋转对称性和非旋转对称性的物波进行了波面拟合，并设计了相应的计算全息图。结果表明，物波函数的拟合精度和全息图的绘制精度均有明显的提高，且计算速度快。

基于nRF905低功耗、高灵敏度无线收发的一体芯片实现了一种微小型无线光电传感网络实验系统。讨论了实验系统的硬件节点、网络通信协议及软件的设计。实验结果表明，在19．2kbit／s速率下，系统中任意两节点可实现30m(室内)至150m(室外空旷地带)范围内的无线通信。该系统具有硬件设计简单、软件及其协议编程方便等优点，可微型化、低成本的应用于无线光电传感器网络系统。

分析了在人眼视线方向检测中普尔钦斑的成像机理，探讨了普尔钦斑的位置与眼球转动角度间的变化关系，发现普尔钦斑的位置随着眼球的转动而基本呈线性变化的规律。提出了仅利用普尔钦斑的偏移量来检测视线方向的新方法。该方法只需在拍摄得到的眼睛图像中寻找灰度特征明显的普尔钦斑即可准确判断出使用者的视线方向。实验证明，该方法简单有效，所需要的运算量小，可提高视线方向的检测速度和精度，能进一步简化检测装置。

提出了一种新的自适应权值的立体匹配方法，在匹配中无需逐像素确定其支持窗口的尺寸。首先根据像素间的相似性和邻近性对匹配窗口内每一像素的支持权值进行调整，使与待匹配点位于同一区域的像素权值增大，然后在匹配的代价函数中引入视差平滑性约束项，从而获得最终视差。在Middlebury提供的标准图像上进行了测试。实验结果表明，该方法可以获得良好的视差图。

利用光子晶体的光子禁带和光栅衍射效应可以提高LED的出光效率，扩大LED的应用范围。总结了光子晶体发光二极管的原理和典型器件。通过比较表明，与光子禁带效应相比，利用光栅衍射效应提高LED出光效率的方法更适用于电注入发光。因此可望用更廉价的方法在LED表面制造光子晶体，可通过光栅衍射效应来有效地提高其出光效率。

比较了目前空间遥感相机中常用的四种反射镜镜体材料——ULE，Zerodur，铍(Be)和碳化硅(Sic)的各项性能。结果表明：SiC陶瓷具备比较明显的综合优势，是制备空间用反射镜的最佳候选材料。阐述了碳化硅反射镜镜坯的四种制备工艺。介绍了当前国内外碳化硅质轻型反射镜镜坯的发展情况。

模拟空间环境辐射定标技术主要用于卫星发射前对其所携带的多光谱扫描仪的响应特性进行辐射定标，为用户提供定标曲线。介绍了利用多个光源、多套定标光学系统的多光谱扫描仪辐射定标技术。多谱段光源系统由太阳辐照积分球和黑体组成，积分球用于可见光、近红外谱段的辐射定标，黑体用于远红外谱段的辐射定标。多谱段定标光学系统通过在真空低温环境下的精密传动机构切换反射镜位置，以离轴抛物面反射镜为中心形成两套光学系统，分别将积分球、黑体的辐射反射到扫描仪的入口，从而一次试验即可完成卫星多光谱扫描仪全谱段的辐射定标。

超分辨近场结构(Super－RENS)是近场光学存储中最具有潜力和应用前景的方案之一。介绍了SuperRENS从基本类型到第三代Super－RENS的发展历程，简述了掩膜材料的研究进展以及Super－RENS在不同记录系统中的应用。展望了它的发展前景。

提出了一种利用现代计算机技术制作全息图的新方法。数字彩虹全息图是计算机技术、数字图像处理技术应用到传统的合成全息图制作技术中的一种全息图。把用数码设备采集到的图像或利用计算机生成的图像作为全息拍摄的“物”，突破了传统全息只能拍摄实物的限制，实现了全息图制作的数字化。实验结果表明了该方法的可行性。同时也讨论了该方法的优越性及在实际应用中的重要意义。

自混合干涉因其结构简单、紧凑、稳定且易准直等特点而被广泛应用于测量领域。从自混合干涉和电光晶体调制位相的基本原理出发，通过将电光晶体引入自混合干涉外腔调制，研究了自混合干涉测量中电光晶体的位相调制性能。实验证明，利用晶体的调制性能对自混合干涉信号进行位相调制，在很宽的频率范围内都能保证很高的调制精度，测量误差小，具有很好的应用前景。

基于CMOS图像传感器的大视场角度测量装置的设计方案，重点研究了装配误差和图像畸变对角度测量精度的影响，得到了系统的综合误差模型。介绍了利用经纬仪校正自准直光路中装配误差和图像畸变误差的步骤，即通过抽取量程内若干控制点，再根据综合误差模型拟合得到整个量程的校正数据。仿真实验验证了此方法的适用性，并将此方法和常见的分段线性插值法以及多项式拟合法进行了性能对比。

微小孔径激光器(Very－small－aperture laser，VSAL)是近年发展起来的新型有源纳米激光光源。出射光端面的孔径形状是决定其性能的重要因素之一。多种异形孔径被先后提出并证明能极大地提高VSAL的出射效率。相关研究结果表明，常规孔径形状的通光效率随入射波长的增大急剧下降，但异形孔径的通光效率会出现一个谐振峰，在谐振峰位置通光效率得到了显著的提高。通过改变孔径形状参数或增加表面纳米形貌结构，可以调整纳米孔径本身的谐振波长峰值，改善VSAL的性能。综述了纳米孔径的光谱特性以及利用这种特性优化VSAL的性能，并对未来的研究前景做了适当的展望。

对激光经过超声晶体光栅调制从而利用相位差和光程差进行光速测定进行了理论分析和实验研究。结果表明，在光速测定时超声波频率的选择并不影响测量结果，但在晶体谐振频率附近进行测量更有利于光强波形的观察和结果的测定。这一结论在同类实验问题的操作上具有一定的指导意义。

为了解决酸溶法光纤传像束光透过率较低(不足40%)的问题，通过在传像束的两个端面加镀增透膜，其透过率有了明显的提高，达到了7．38%，拓宽了传像束的应用领域。介绍了膜系设计、镀膜材料的选择以及真空速率的控制对镀膜效果的影响。对影响酸溶法光纤传像束透光性能的各种主要因素进行了分析。

给出了一种新的图像信息量的表述方法，提出了五种基于信息熵的科学分割遥感图像的改进方法。用MATLAB对这些算法进行了实验仿真，并进行了算法性能优化。得出了各种不同算法的最佳阈值和耗时，并对它们进行了比较和分析。实验数据表明，新算法较以往的算法在分割效果和速度上都有明显的改善和提高。

用耦合波理论分析了亚微米光栅对光波场的衍射作用，给出了在TE和TM偏振入射条件下矩阵形式的耦合波方程，研究了光栅在TE偏振入射条件下可见光波段内的反射和透射零级衍射特性。亚微米光栅零级衍射效率是波长、偏振和入射角的函数，在不同照明、观察和光栅参数条件下，光栅零级衍射具有非常复杂的光谱结构，经过适当的优化光栅参数，零级衍射具有许多独特的衍射特性，在许多应用领域具有广泛的应用前景。

根据电视／红外双色制导的要求，研制了锗酸盐基底上的双波段宽带减反膜。其膜系设计采用二氧化钛和二氧化硅分别作为高、低折射率膜料的13层膜堆，镀制的膜层满足环境稳定性标准。在0．56～0．75μm波长范围内，双面镀膜后的平均透过率大于98%，单面平均剩余反射率不超过0．5%；在3．6～4．8μm波长范围内，双面镀膜后的平均透过率至少可达到85%，单面平均剩余反射率不超过1．5%。

借助半导体光放大器(Semiconductor optical amplifier，SOA)静态模型分析了有源光纤环脉冲复制器的输出放大自发辐射(Amplified spontaneous emission，ASE)噪声功率特性与环内SOA偏置电流及环内注入直流光功率之间的关系，并对环输出噪声分布的形态进行了仿真分析。用较少的实测数据点，使用插值方法对原有噪声曲线进行了快速重构。实验研究了其重构误差分布。

卫星激光通信捕获、跟踪、瞄准(ATP)需要端机具备有微弧度(μrad)量级的高精度跟踪能力。如何检验通信端机的这一特性是一个很重要的问题。设计了一套端机跟瞄精度测试装置。装置模拟入射光方向的偏转，端机跟踪从偏转方向发出的回馈信标光。通过测量回馈光远场光斑的位置变化可以得到端机的跟瞄精度。测试实验表明，当入射光方向的变化小于4μrad，测试频率在0～250Hz时，测试系统的精度可达到0．2μrad。此项工作对卫星激光通信的光链路通信的研究以及对端机性能的整体评估具有重要意义。

单光子计数器的校验标定分为两个步骤：验证仪器的计数与其接受的光能量之间的线性关系，即采用光照度平方反比定律、发光二极管发光强度与其电流的关系逐一进行校验，其中后一种方法能更方便也能更准确地进行测量；标定单光子计数器。使用恒流源控制发光二极管电流来制成弱光标准光源，利用大动态范围的光子计数器，结合弱光辐照计标定光子计数器。实验结果表明，由于光子计数器的核心器件光电倍增管及其高压电源不很稳定，光子计数器需要经常校验和标定。使用发光二极管制成标准光源来进行校验和标定光子计数器是一种较好的解决方法。

空间可展开光学系统采用的是主动控制的拼接主镜。基于波动光学衍射理论分析了光学系统在几种展开方式下由主镜形状、分块镜间隙等因素引起的衍射效应，这为评价展开方式提供了光学理论依据。

从光的干涉原理出发分析了Rayleigh背向散射对干涉式光纤陀螺性能的影响，得出了散射光强与光纤位置之间的关系式，绘制了散射光强与光纤中位置之间的关系曲线，得到了距离光纤的两个端点越远Rayleigh背向散射对光纤陀螺的性能影响越小的结论。研究结果对分析光纤陀螺的光路误差有一定的参考价值。

目前CRT显示器颜色特性化的最高精度大约是0．5AE^*ab。一些在CRT上进行颜色和图像视觉评价的实验要求在颜色中心小范围内能更精确地控制显示颜色和色差。实验中采用了线性插值特性化方法，并提出了一种小范围三通道相互影响的颜色控制方法。实验结果表明：该方法对L^*，a^*，b^*控制的精度分别是0．14，0．082，0．103；对三种色差CIELAB，CIE94和CIEDE2000的控制精度分别是0．18，0．18，0．22。

基于光学4?级联系统，采用前向迭代算法和通过产生多个随机相位板对图像进行了加密和解密。给出了该方法的原理和迭代实现的过程。对该方法在收敛速度、解密图像质量、相位板数目和相位量化阶数对解密图像质量的影响以及保密和安全性能等方面进行了分析和研究。模拟结果表明，该方法收敛速度快，解密图像质量好，可以降低相位板相位量化阶数有限所引起的误差对解密图像质量的影响，图像的安全和保密性能也得到了很大的提高。

研究了数字图像消卷积在显微测量中的应用。在测量系统点扩展函数的基础上，利用频谱空间变换消卷积图像处理方法，消除了传统光学显微成像中的几何不清晰度。通过对显微图像进行复原，实现了反射式一维线宽的显微精确测量。在医用接骨钢板表面质量的评价中，对10μm量级的划痕宽度实现了精确和方便的测量。该技术对相关计量技术的发展具有重要意义。

给出了仿射变换的定义，并在此基础上建立了一种新的仿射变换途径——多尺度自卷积变换。构造了一组新的仿射不变矩(MSA矩)，分析了其性质，给出了它的明确表达式及其具体实现方法。分别应用最小距离法、k－近邻法和相似性测度三种识别方法进行了仿真实验。结果表明，MSA矩对平移、比例、旋转、拉伸和扭曲等仿射变换均具有很好的不变性，与典型的Flusser矩相比，稳健性好、识别率高、抗噪声干扰能力强，具有一定的应用价值。

在一维光子晶体光学传输特性理论的基础上，运川传输矩阵法推导了一维多孔硅光子晶体的反射特性，并对其反射特性与结构参数的关系进行了分析。给出了采用脉冲电化学阳极腐蚀法制备一维多孔硅光子晶体的制作模型。利用计算机数值模拟的方法给出了各种一维多孔硅光子晶体的典型反射谱。为多孔硅光子晶体的实际应用奠定了理论基础。

采用太赫兹时域谱分析技术测量了在氮气和空气环境下四种典型爆炸物的太赫兹光谱，并分别利用均值平滑、傅里叶低通滤波以及小波分解与重构三种方法来消除空气中由水蒸气吸收引起的光谱振荡现象。实验结果表明：四种爆炸物的太赫兹光谱具有可分辨的特征，能够作为识别的依据；通过研究水蒸气的影响，使得利用太赫兹时域谱分析技术检测爆炸物向实用化迈进了一步。

利用序列CT图像对骨组织做自动分割是计算机辅助骨科的重要技术。由于骨结构的不一致性、病理改变以及CT数据内在的模糊性，完全做到自动分割目前还面临着很大的困难。提供了一种有效的解决框架，既避免了传统分割中大量的人力介入，又避免了自动分割造成的错误。具体步骤是：设计合适的自动分割算法对序列CT图像中骨组织做自动分割；利用相邻CT图像上骨轮廓是渐进变化的特性，通过比较轮廓形状的一致性来自动验证分割的结果；对一致性较差的结果引入决策判别机制。

采用不同的数值计算方法求解了大口径(340mm×340mm)方形离轴非球面的最接近球面曲率半径和非球面度，得出了各种不同的磨削量及其对应的分布结构。对不同的最接近球面及非球面度所适用的加工工艺和检测方法进行了分析和评价。这对离轴非球面的加工和检测具有一定的指导意义。

激光切割脆性材料是一个复杂的光致热过程。在综合考虑材料的热物性参数、初始条件及边界条件的情况下，运用Ansys软件建立了激光切割脆性材料温度场的三维有限元模型。采用APDL语言实现了对热流密度的高斯分布和强制对流换热及移动激光热源的模拟。通过设置不同的激光切割参数，对温度场的变化进行了模拟分析。所建立的温度场模拟系统可以对实际激光切割脆性材料的热过程进行前期预测，并能对激光切割参数的选择进行一定的优化，以减少实际切割的盲目性。

建立了q形变偶相干场与Ξ型三能级原子相互作用的非线性理论，求得了在相互作用表象中薛定谔方程的形式解及其在该形态下的期望值。数值计算结果表明，q形变对相互作用中场压缩效应有着很强的调制能力，这是q形变非线性行为对量子相干性干扰以及对量子特性影响的内在反映。当q→1时，恢复为普通的偶相干光场线性理论。

当利用X射线数字成像技术对在流水线上运动的工件进行检测时，图像采集系统与工件在曝光时间内发生相对运动，造成了采集到的图像运动模糊降质。通过对运动降质产生机理的理论分析，建立了图像降质的离散退化模型。提出了利用运动模糊降质点扩展函数频域特性加上投影均值最大法来测量模糊运动方向的方法。旋转运动模糊图像的幅度谱图像，利用整列投影值最小法提取运动模糊降质点扩展函数长度。利用维纳滤波法对模糊降质图像进行了恢复，取得了较好的效果。

采用二步阳极氧化法在草酸溶液中制备了多孔阳极氧化铝(PAA)薄膜。借助于扫描电子显微镜(SEM)分析了多孔阳极氧化铝薄膜的微观形貌。结果发现，在其表面孔径为30～40nm的六边形孔洞分布均匀，且垂直于表面平行生长。依据PAA透射光谱的实验数据，采用极值包络线算法计算出了PAA薄膜的复折射率以及光学能隙等光学常数。通过分析吸收系数与入射光子能量之间的关系发现，PAA薄膜具有直接带隙半导体的电子结构特征，而且由理论计算得到的PAA的带隙能与其光致发光谱的峰位能是一致的。

最小二乘法是求解二维相位解缠问题最稳健的方法之一，其本质是在最小二乘意义下使缠绕相位的离散偏导数与解缠相位的偏导数整体偏差最小，并等效为可求解一大型的稀疏线性方程系统。由于系统矩阵结构的稀疏性，在采用迭代法求解时收敛速度非常慢。为了改善收敛特性，提出一种基于多分辨率表示的离散小波变换相位解缠算法。利用小波变换将原线性系统转化成具有较好收敛条件的等价新系统。仿真实验表明，该方法能够很好的恢复真实相位，其解缠效果优于Gauss－Seidel松弛迭代和多重网格法。

采用UVPC和DSC等测试手段系统研究了稀土Sm₂O₃掺杂BaO－Al₂O₃－P₂O₅(BAP)激光防护玻璃的光谱性能及析晶性能。结果表明：吸收光谱的特征吸收峰强度随Sm₂O₃含量的增加逐步增强，吸收谱线向两端非均匀展宽，玻璃在1075nm波长处的光密度与稀土含量近似成线性关系，当Sm₂O₃含量达到17．5mol%时，透过率T＜0．03%；随着稀土含量的增加，玻璃的析晶参数β先增后减，玻璃的析晶倾向也随之先下降而后提高，BaO／Al₂O₃比值的降低可使玻璃的形成能力提高。

人工田间会诱发不同等级的小麦条锈病，在不同生育期需测定染病冬小麦冠层光谱以及相应小麦的病情指数。把冠层光谱一阶微分数据与相应的小麦病情指数进行相关分析，采用单变量线性和非线性回归技术，选取部分样本建立小麦的病情指数估测模型，并利用其余的样本对模型进行检验。结果表明，病情指数与一阶微分在432～582nm，637～701nm和715～765nm波长区域内具有极显著的相关性。以蓝边内一阶微分总和(SDb)与红边内一阶微分总和(SDr)的归一化值作为变量的模型是估测病情指数的最佳模型，其RMSE为5．73%。研究表明，可用高光谱信息监测作物的病害情况，且精度较高。利用高光谱遥感监测病害程度及其影响具有实际的应用价值。

采用具有近共焦、非稳腔特点的多程折叠光路结构，使激光光束多次通过增益介质，实现了高提取效率的激光放大器。实验中在注入22W种子激光的条件下，以43．9%的提取效率得到了63W的激光输出，斜效率超过52%，激光放大器的输出光束质量从种子激光的M(2，X)=2．08，M(2，Y)=1．92变为M(2，X)=2．84，M(2，Y)=1．79。

建立了一个数据文件，用于存储一些在不同弯曲状态下书籍扫描图像页边灰度的曲线数据以及对应的多项式系数。利用多项式来描述在某种弯曲状态下像素灰度与页面上的对应点到扫描仪工作平面之间的距离关系。任意弯曲状态下的书籍扫描图像可以在数据文件中搜索到与其最接近的弯曲状态，并利用对应的多项式系数自动求得最佳畸变参数，用于图像的畸变校正实验，获得了较好的校正效果，最大误差由未校正时的63%下降到了4．4%。这使得在无需人工测量或调整畸变参数的条件下可自动校正书籍扫描图像。

小波提升方案是继多分辨分析之后的另一种非常有效的构造小波滤波器的方法。以构造双正交小波的Cohen－Daubechies－Feauveau定理为基础，利用提升方式构造了一个包含Cohen，Daubechies和Feauveau的著名97小波滤波器(CDF97)的小波滤波器族，获得了新的97小波滤波器，其图像压缩性能与CDF97相当，但其复杂度已大大降低，有利于ASIC的设计。

针对前人的数学模型，对瑞奇角、旋转角和系统波像差这几个主要精度影响因素进行了仿真分析。结果表明：当瑞奇角的测量误差控制在0．5°以内时，对测量结果影响很小；由于平面镜的面形误差是连续和旋转对称的，所以旋转角测量误差对测量结果影响很小；当系统波像差系数的测量误差|△W_n，m|≥0．05λ时会影响拟合精度。此仿真结果为提高大口径平面镜检测精度提供了理论依据。

讨论了空间矩、Zernike矩两个亚像素边缘算子的运行时间和定位精度。分析结果表明，Zernike具有更快的运行速度，当计算3个用于边缘定位的参数时，其运行时间较空间矩算子节约了50%。理论分析了空间矩和Zernike矩算子的关系，并推导出了两个算子边缘距离为l的差值公式。测试结果表明，当两个算子的l都限制在中心像素内时，空间矩算子的边缘厚度多达3个像素，而Zernike矩算子的边缘厚度小于1个像素，可见Zernike矩算子的定位精度为真正的亚像素级。经比较，Zernike矩算子的运行时间和定位精度均好于空间矩算子。