为实现苹果产地的判别分析，以阿克苏、静宁、灵宝和烟台的红富士苹果为研究对象，在800~1700 nm范围内采集苹果的高光谱数据，分别采用一阶导数（1-Der）、二阶导数（2-Der）、标准正态变换（SNV）、多元散射校正（MSC）、小波变换（WT）、平滑变换（SG）、傅里叶变换（FT）对原始光谱数据进行预处理，建立线性模型偏最小二乘法判别分析（PLSDA）和非线性模型极限学习机（ELM）和支持向量机（SVM）两种。结果显示，采用MSC预处理方法的效果最佳，非线性模型优于线性模型。对MSC预处理之后的光谱数据，分别采用主成分分析（PCA）、连续投影算法（SPA）、竞争性自适应重加权算法（CARS）提取特征波长，再基于特征波长建立苹果产地的ELM和SVM判别分析模型。结果表明，CARS方法提取特征波长的效果最佳，两种机器学习算法的测试集的正确率分别为98.75%和100%，这可为苹果产地的判别分析提供理论参考和实验依据。

瑞利多普勒激光雷达可对平流层和中间层大气的水平风速和温度进行连续观测。中国科学技术大学最新研制的瑞利测风测温激光雷达增加了多普勒频率校准装置，可实现对晴空天气下15~70 km大气的水平风速和温度的高精度观测。分析了该激光雷达系统2018年9~10月在我国西北部地区的水平风速和温度连续观测数据，通过提取风速和温度扰动、频谱分析、重力波模型参数拟合及Hodograph分析，计算重力波的垂直波长、固有周期、水平和垂直传播方向等参数。从224 h的观测数据中共计提取到重力波384个波次。在这些重力波事件中，53.9%的垂直传播方向为向上。风速和温度的波动幅度分别集中在10~20 m/s和10~20 K，70%以上的垂直波长在5~10 km范围内，极少出现15 km以上的波动；水平波长在100～200 km左右，固有周期<5 h的波动占比较大，水平传播方向以西偏北20°和东偏南20°的相向的方向为主导。

白天太阳光背景辐射严重降低雷达系统的信噪比, 从而影响探测高度和精度。为实现对中高层大气相关参数的全天时测量, 利用Nd:YAG激光器产生的355 nm激光束作为光源, 研制了用于全天时的超窄带滤光器。从原理出发, 利用FP标准具透过率曲线单支具有超窄带宽的特性, 设计了一款用于进行白天观测的级联式超窄带滤光器; 给出了该超窄带滤光器近似透过率函数形式, 定义了滤光器性能评价函数, 给出了设计方法; 通过定义的滤光器性能评价函数, 对超窄带滤光器主要参数进行了优化设计, 给出了各光学部件具体参数, 给出了超窄带滤光器的信噪比提升效果; 最后, 通过具体实验对各标准具及级联状态下的系统透过率进行了标定, 经曲线拟合表现出较好的一致性。

第三批外专计划、广东省省级科技计划项目、激光与等离子先进制造技术创新团队资助项;

采用激光共焦拉曼光谱法, 检测了丙酮/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)涂层液固化过程中溶剂的浓度分布。分别测定了丙酮、PMMA以及不同质量浓度的丙酮/PMMA涂层夜的拉曼光谱, 利用最小二乘法建立了PMMA、丙酮的峰强比与二者质量浓度比的关系。试验结果表明, 校准曲线的线性相关系数达99.9%以上, 通过实时测定得到的光谱可以获得PMMA与丙酮的峰强度比, 进而可以获得该时刻溶剂的浓度。

针对基于显微镜的自动对焦系统，本文提出了一种爬山搜索法和函数逼近法相结合的混合搜索算法。该算法中的爬山搜索法采用粗精结合的两段式算法。在粗略对焦时，大步距选用速度较快的灰度方差函数；当精细对焦时，小步距采用灵敏度较高的Laplacian函数；通过比较三幅图片来缩小对焦区间并且在该区间内采用函数逼近法来拟合出最佳对焦位置。该方法不仅大大减少了自动对焦所需要的图片数量，而且可以大幅度提高搜索精度。经实验验证，提出的新的搜索算法可以使搜索精度优于1 μm。

提出了一种能在高海拔区域工作的相干光路的直接探测多普勒激光雷达系统。系统设计借鉴了相干测风激光雷达系统的光路, 利用大气分子散射光进行风速测量, 采用偏振分光棱镜和1/4波片组成光开关, 配合收发合置的望远镜, 简化了直接探测系统的光路, 提高了光路稳定性; 采用腔长固定式的标准具, 脉冲激光器波长为可调谐, 经优化, 调谐范围约10 GHz, 完成了系统的仿真设计和设备选型工作。