Ultrafast extreme ultraviolet (XUV) transient absorption spectroscopy measures the time- and frequency-dependent light losses after light–matter interactions. In the linear region, the matter response to an XUV light field is usually determined by the complex refractive index $\tilde{n}$. The absorption signal is directly related to the imaginary part of $\tilde{n}$, namely, the absorption index. The real part of $\tilde{n}$ refers to the real refractive index, which describes the chromatic dispersion of an optical material. However, the real refractive index information is usually not available in conventional absorption experiments. Here, we investigate the refractive index line shape in ultrafast XUV transient absorption spectroscopy by using a scheme that the XUV pulse traverses the target gas jet off-center. The jet has a density gradient in the direction perpendicular to the gas injection direction, which induces deflection on the XUV radiation. Our experimental and theoretical results show that the shape of the frequency-dependent XUV deflection spectra reproduces the refractive index line profile. A typical dispersive refractive index line shape is measured for a single-peak absorption; an additional shoulder structure appears for a doublet absorption. Moreover, the refractive index line shape is controlled by introducing a later-arrived near-infrared pulse to modify the phase of the XUV free induction decay, resulting in different XUV deflection spectra. The results promote our understanding of matter-induced absorption and deflection in ultrafast XUV spectroscopy.

半导体激光器在激光扫描中得到了广泛应用，但由于其快慢轴发散角差异较大，需要进行光束整形。为提高线阵半导体激光器的光束均匀性，并满足小型扫描成像系统的微型化需求，提出一体化透镜阵列光束整形系统设计方案。系统采用一体化非球面透镜对高斯光束进行整形，快轴进行准直，慢轴进行扩束，能够获得高长宽比、光强均匀分布的线光束。理论分析一体化非球面透镜阵列进行准直扩束的原理，依据费马原理确定系统初始结构参数。利用光学设计软件对系统进行仿真优化，得到快轴发散角为2.8 mrad、慢轴发散角为48.93°（长宽比为325）、能量利用率为88.79%、能量均匀度为94.51%的线光束。结果表明，此方法整形效果理想、结构简单、体积小，符合未来光束整形系统微型化的发展趋势。

微波介质陶瓷作为介质材料被广泛应用于物联网、工业互联网、5G通信、全球卫星通信系统的无源器件中。从微波介质陶瓷的研究背景出发, 介绍了冷烧结的致密机理和工艺参数, 总结了冷烧结微波介质陶瓷的主要材料体系和器件, 指出了冷烧结微波介质陶瓷的主要问题和发展前景。冷烧结技术具有烧结温度低(<300 ℃)、可共烧异质材料、烧结前后晶粒尺寸差异小、制备工艺简单、节能环保等多种优点, 在多层共烧陶瓷和微波系统集成方面具有潜在应用。

半导体激光器能量转换效率高、体积小、稳定性好，因此激光雷达常以半导体激光器作为光源。针对半导体激光发散角大，而传统的分离式双柱面准直透镜组存在装调误差大、结构复杂、稳定性低的缺点，提出一体化非球面柱透镜准直方案，分别在两面的相互正交的两个方向设计不同的面型，压缩发散角，同时实现半导体激光器快慢轴两个方向的准直。根据费马原理及扩束准直理论初步确定两正交方向准直面面型参数，以最小光斑半径和最大光通量为目标，以MEMS微镜尺寸为限制因素进行优化，最终完成发射端光学设计。准直后光束快轴发散角2 mrad，慢轴发散角9.6 mrad，准直效果接近车规级激光雷达的平均角分辨率，透镜体积为10×10×24 mm3，发射端系统总长40 mm，系统通光率大于98.6%，满足MEMS-LiDAR对光源准直度、发射端系统集成度和稳定性的要求。

点云配准是三维重建中的重要步骤, 为解决传统迭代最近点(ICP)点云配准算法速度慢、迭代次数多、精度低的问题, 在搭建3D相机与RGB模组成像系统的基础上, 对传统ICP方法进行改进, 提出一种AKAZE(Accelerated KAZE)算法与广义迭代最近点(GICP)算法相融合的方法。此方法采用AKAZE算法进行RGB图像的特征点匹配, 将RGB图像的特征点映射至对应的点云数据上, 利用广义迭代最近点算法实现点云配准。试验结果表明, 所述融合算法相比传统的ICP算法, 降低了迭代次数, 平均时间缩短了41.29%, 时间效率得到了极大提升, 配准效果也有明显改善。提出的点云配准方法有效地解决了传统配准方法时间效率低的问题。

轮对是列车的重要部件, 轮对踏面的关键尺寸参数是否超限关乎车辆行驶安全, 因此必须定期对列车轮对踏面磨损状况进行检测。提出一种测量轮对踏面面型的方法, 包括测量系统设计以及改进的灰度中心算法处理。在此基础上, 建立模拟轮对踏面检测实验系统, 对轮对踏面面型测量的精度进行了实验研究, 在踏面分别贴上厚度分别为1~10 mm的块规, 测量均方差在±0.1 mm以内, 其中1~5 mm块规的均方差小于0.05 mm, 能够满足工业测量的高精度要求。

为了解决医疗领域中红外图像分辨率低的问题，搭建了一种结构简单、实时性高的分布式阵列红外成像系统，通过图像算法处理来提高红外图像的分辨率。利用分布式阵列成像系统得到4幅具有像素级位移的图像，以一幅图像为基准，对其余图像进行图像配准；再采用凸集投影算法进行图像重构，获得一幅较高分辨率的红外图像；最后采用生成对抗神经网络重建方法获得红外超分辨率图像。实验结果表明：所搭建的分布式阵列相机的红外成像系统可实现实时超分辨率图像重建，可使红外图像分辨率从400×300提升至3200×2400（分辨率提高了8倍）；与原图像相比，超分辨率重建后的图像均值提升了1.86%，标准差提升了8.67%，熵值基本不变。所提图像处理算法实现了对红外图像的超分辨率重建，能够满足医疗领域中的红外超分辨率图像的应用需求。