光学相干层析成像（OCT）是一种高空间分辨率的光学成像方法，可以对生物组织进行非接触、无标记的二维截面和三维体积成像，能为临床疾病的诊断提供具有重要参考价值的影像信息。在传统的台式OCT系统中，扫描探头被固定在工作台上，探头结构较大，灵活性差，不利于深入狭小腔体内部成像或在床旁检测。本团队设计了一种视频引导的手持式高速OCT系统，其手持探头结构紧凑、体积小巧，便于抓取和深入狭小腔体内部；探头内部集成了相机成像功能，可以实时获得成像区域的视频图像，引导OCT成像。该系统的A线扫描速率可以达到200 kHz。为了克服成像过程中的抖动问题，本团队提出了图像自动配准算法，该算法能显著提高图像质量。采用该系统对离体猪眼角膜和离体猪牙齿进行成像，以验证系统的性能。结果显示该系统能够高速获取高分辨的组织图像。

光学相干层析成像（OCT）技术是一种无标记的三维成像技术，具有分辨率高、成像速度快等优点。内窥成像是OCT技术的一个重要应用，它能够通过微型探头和内窥导管获得在体组织的三维图像。内窥OCT成像克服了超声成像分辨率较低和共聚焦成像穿透深度不足的缺点，成为临床诊断不可或缺的成像工具。本文首先介绍了内窥OCT成像的原理和系统结构，然后总结了内窥OCT探头的发展，重点讨论了内窥OCT技术的最新进展及其在生物医学领域的应用。

光学相干断层成像(OCT)技术因非入侵、非接触特点和断层成像能力,在眼科、血管内窥等临床医学与药物学中有广泛应用。OCT发展至今,根据成像方向的优先次序,产生了两类技术分支。一类是沿光束入射方向逐线(A-line)扫描的标准型OCT,可生成基于纵向断面扫描(B scan)的图像,常用于眼底组织的层析成像;另一类en-face OCT,也叫正向切片OCT,可在与入射光垂直的方向上生成样品层的横向切片图像,且以显微成像方式来显示生物组织的精细结构,大大丰富了OCT的图像采集与呈现方式。en-face OCT系统可采用不同的信号采集方式,在对其分析和归纳的基础上,对该技术的主要发展方向作了展望。

近些年来由于连续变焦等新型伺服控制技术在红外成像中的应用, 对于直线位置伺服控制系统的要求日益增高, 提高其控制速度与控制精度已经成为当前一个热门课题。在直流电机伺服控制系统中, 由于被控对象的非线性以及不确定性, 传统 PID(Proportion Integral Differential)控制在应对不同的工况变化时, 其参数调整不及时, 自适应能力差。针对这种情况, 本文提出一种智能 PID控制策略, 将前馈与模糊 PID结合起来形成复合智能控制, 通过仿真实验进行验证, 证明了此控制策略具有响应速度快、超调量小、自适应能力强的特点。为直流电机伺服控制系统的设计提供一定的参考。

The importance to industry of non-contact bearings is growing rapidly as the demand for highspeed and high-precision manufacturing equipment increases. As a recently developed non-contact technology, near-field acoustic levitation (NFAL) has drawn much attention for the advantages it offers, including no requirement for an external pressurized air supply, its compact structure, and its ability to adapt to its environment. In this paper, the working mechanism of NFAL is introduced in detail and compared to all existing non-contact technologies to demonstrate its versatility and potential for practical applications in industry. The fundamental theory of NFAL, including gas film lubrication theory and acoustic radiation pressure theory is presented. Then, the current stateof- the-art of the design and development of squeeze film air bearings based on NFAL is reviewed. Finally, future trends and obstacles to more widespread use are discussed.

通过实验比较研究了基于SNSPD与SPAD探测器的激光测距系统.实验中, 当接收回波端衰减120 dB时, 天空光背景可忽略, 基于SPAD的激光测距系统探测概率低于0.2%, 而基于SNSPD的激光测距系统探测概率达35%; 当激光发射频率低于1 kHz, 基于SNSPD的激光测距系统探测概率比SPAD高60%以上.研究表明：在探测弱信号回波光子时, SNSPD的探测性能远远优于SPAD, 其原因是SNSPD具有较低的暗计数和高探测概率.与此同时, 在接收端无衰减情况下, 天空光背景会带来暗计数, 影响测距系统信噪比.通过仿真分析表明, 当背景亮度L0高于30 W/(m2·sr)时, 该基于SNSPD的激光测距系统的信噪比低于6, 可能影响测距系统稳定探测.

根据激光光源的特点, 设计了一种基于蓝色半导体激光器的汽车远光灯系统。采用以Monge-Ampere方程为基础的自由曲面透镜设计, 解决了激光光源能量密度高、发光面积小的问题; 依据非成像光学理论, 建立了透镜表面与目标面的映射关系; 通过求解Monge-Ampere方程得出自由曲面上的坐标点, 拟合坐标点得到自由曲面透镜模型; 采用光学软件Tracepro进行了仿真分析。结果表明: 照度最大值值为119.3lx, 中心点照度为117.6lx, 完全符合GB25991-2010标准, 且光型分布均匀。

综合采用直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS)体制的直序/跳频(DS/FH)通信信号显著降低了单位时频面积上的功率，经典的时频-多信号分类(TF-MUSIC)算法对这一类信号进行入射角(DOA)估计时误差较大。为解决该问题，本文对TF-MUSIC 算法进行改进，在时频二维平面上计算DS/FH 信号的时频特征值，并设计相应的时频掩膜滤波核函数，再根据估计出来的循环平稳频率计算相应的循环平稳空间自相关矩阵，得到了循环平稳可变核函数TF-MUSIC(CVCFTF-MUSIC)算法。该算法可显著提高DOA 估计的精确度，数值仿真验证了上述观点。

利用圆环形LED光源阵列结构, 结合反射杯与自由曲面透镜的混合型配光, 设计了可以实现对汽车前照灯远光和近光同时配光的光学系统。对经反射器聚光后的光线及配光屏幕进行了适当的网格划分, 根据能量守恒定律, 建立了出光角、自由曲面透镜与配光屏幕之间的坐标关系。结合折射定律, 通过迭代计算得到自由曲面透镜上的点坐标, 并使用三维建模软件得到透镜模型。利用Tracepro软件对光学系统模型进行了光线追迹。结果表明, 所设计的光学系统可以同时满足GB 25991-2010《LED前照灯标准》对LED前照灯远光和近光的配光要求, 与传统的LED前照灯相比, 能耗可降低至原来的75%。

红外光谱是化合物结构鉴定的重要信息来源, 对天然有机药物的分子结构及其生物活性研究意义重大。 而随着理论计算方法更加合理、 计算精度不断提高, 理论计算在红外光谱模拟、 振动模式归属指认等方面优势更加明显, 对红外光谱解析等实验研究具有重要参考价值。 本研究利用密度泛函理论(density functional theory, DFT)/B3LYP方法, 在6-311G(d,p)基组水平对7-羟基香豆素进行了几何结构优化和红外光谱计算, 得到稳定结构及全部振动模式。 计算结果显示7-羟基香豆素红外光谱吸收峰主要分布于波数3 700～3 500, 3 150～3 000, 1 750～1 400, 1 400～1 000, 1 000～50 cm-1几个区域。 除波数3 700～3 500, 3 150～3 000 cm-1范围内振动相对独立, 分别归属为O—H伸缩振动和芳环C—H伸缩振动外, 其他几个区域均较为复杂, 谱峰不同程度由多个振动模式叠加而成。 最后, 根据振动模式理论及振动图像分析, 对所有振动模式进行了详细指认。 并通过线性回归方法, 利用相关系数值r研究了7-羟基香豆素红外光谱主要吸收峰波数理论计算值和实验数据的相关性。 结果表明, 计算值和实验值基本吻合, 相关系数值等于0.998 5, 相关性较好; 采用密度泛函理论在该基组水平对7-羟基香豆素红外光谱的理论计算较为可靠。