散射体内部颗粒分布及折射率分布的不均匀对经过散射体的携带目标信息的光子传播造成干扰,导致直接探测的图像失真。针对该问题,发展了众多的光学散射成像技术,实现了部分特定散射介质条件下的目标成像。介绍了基于弹道光子优化采集的部分传统散射成像技术的原理,还介绍了最新发展的计算散射成像技术的基本原理与技术特点。计算散射成像技术正朝着充分利用大光学厚度散射介质引起的非弹道光子的方向发展,其中基于光学记忆效应和相位恢复的算法、相干衍射成像、叠层迭代引擎等计算成像技术可能适应厚散射介质动态变化、目标非稀疏性等特点,有望应用于宽视场、远距离散射成像领域。

在观测星数量较少时，匹配星数和边界距离的判定条件达不到网格法要求，同时由于网格法算法本身的原理局限，造成识别率明显下降。针对此问题提出一种改进的网格算法，在保证稳健性的前提下，有效提高星点识别率。实验结果表明，采用该算法，在星点数量少于10 颗的条件下，星点识别率从传统网格算法的95%提高到99%。同时，针对星图中未识别和误识别的星点进行的分析，能够为今后网格识别算法的进一步改进提供帮助。

为了突破传统电子稳像和机械稳像技术在处理速度、精度等方面的局限性, 提出基于光学相关器的稳像技术, 旨在实现对高速视频的实时高精度光学稳像。系统使用光学联合相关变换的方法, 提取视频前后两帧变换后的相关峰, 给出两帧的位移差值, 通过改进后的补偿算法进行实时稳像。基于光学相关器的光学稳像器能够实现平移和旋转稳像, 通过仿真和实验分析, 平移稳像的精度可以达到±0.1个像元(改进补偿算法后可达±0.04个像元), 旋转稳像的精度可达0.1°。

We investigate the ultrafast nonlinear phenomena of picosecond chirped non-ideal hyperbolic secant pulse evolution in silicon photonic nanowire waveguides with sum frequency generation cross-correlation frequency-resolved optical gating and nonlinear Schr?dinger equation modeling. Pulse broadening and spectral blue shifts are observed experimentally, and they show remarkable agreements with numerical predictions. Nonlinear losses dominate the pulse broadening and limit the spectral bandwidth broadening induced by self-phase modulation. The initial chirp results in noticeable bandwidth compression and aggravation of blue shifts in the presence of nonlinear losses, whereas it plays a negligible role in the output pulse temporal intensity distribution.

光学联合变换相关器因其高速并行光学运算特性在实时图像位移精密测量系统中有广泛的应用前景，然而位移测量亚像素误差是制约其精度的瓶颈。据此提出了一种在图像位移精密测量应用中提取相关峰位置的最优算法，使得系统亚像素误差达到最小，并研究了亚像素误差的补偿方法。通过仿真和实验分析，对比加权质心提取算法、抛物面拟合算法和高斯面拟合算法对亚像素误差的影响，得到最佳的相关峰位置提取算法是权值次数为2的质心提取算法；提出的亚像素定位补偿算法可将亚像素误差由±0.1 pixel减小到±0.04 pixel，大大降低了亚像素误差对位移测量系统的影响，提高了光学联合变换相关器位移的测量精度。