研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔，调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征，在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔，Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置，通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束，开展了光腔准直与导引光远场图样研究，实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同，调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样，该图样亮度较高，可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑，其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。

为实现激光束形状的二维整形,同时灵活适应入射光束发散角、尺寸等参数的变化,提高光束质量,提出了一种适用于大长宽比、变发散角的激光束二维变焦整形方法。该方法利用光线变换矩阵方法分析光路,采用柱透镜、球透镜对光束进行二维变焦整形,通过镜片位置和间距的动态调节,实现对光束在x，y两个维度上的尺寸、发散角共四个参数各自独立的调整,实时校正激光束的低阶像差,使出射光束始终保持为预定状态。试验研究表明,该方法具有光路结构简单、综合像差小、调节范围大等优点,能够显著改善高功率激光器的光束质量,尤其适用于具有大长宽比增益区的板条激光器和化学激光器的输出光束整形。

数值模拟的方法研究了短套管二元引射喷管几何参数(LW、LN和间距比)变化对推力特性的影响, 优选出了短套管二元引射喷管几何参数的选取范围, 并计算了优选结构下短套管二元引射喷管在 3～5 μm波段的红外辐射特性, 且与轴对称喷管、二元喷管和长套管二元引射喷管进行了对比。排气系统的流场采用了商用软件计算, 红外辐射特征采用了自主开发的软件(NUAA-IR)进行计算。结果表明: 短套管二元引射喷管相对长套管二元引射喷管具有更好的推力特性和红外抑制效果。

针对大功率激光检测技术发展中精密光学调整架存在的刚度不足的问题，设计了一种适合装调大口径光学镜片的精密光学调整架结构，并建立其力学模型，分析其动力学性能，通过420 mm大口径球关节调整架结构俯仰模态理论的分析和实验测试数据之间对比，找出导致调整架结构谐振频率变差的原因。采用优化设计后的大口径调整架第一阶俯仰模态的频率为157.788 Hz，能够很好满足在强振源下的工作需要。

针对互信息测度在配准医学图像时易陷入局部极值、速度慢的缺点,提出了基于均值不等式的均值距离测度.首先根据均值不等式推导出5种均值距离测度:方根-算术均值距离(SAM)、方根-几何均值距离(SGM)、方根-调和均值距离(SHM)、算术-几何均值距离(AGM)、算术-调和均值距离(AHM).然后通过人体脑部CT/MR和MR-T1/PD图像的刚体配准实验,从函数曲线、配准精度、计算时间和收敛性能方面,对互信息与5种均值距离信息测度进行了比较与分析.实验结果表明,在不损失配准精度的前提下,AHM和SAM测度可以获得更快的配准速度,对噪声有很强的鲁棒性.

在磁共振图像(MR)的偏差场纠正中,针对灰度信息最小化方法没有考虑空间信息问题,提出联合信息最小化方法,该方法把图像的灰度信息和空间信息结合起来.空间信息采用灰度导数信息.被偏差场破坏的图像灰度及其导数值的联合信息(联合熵)大于对应的没被偏差场破坏的图像联合熵.联合熵是通过计算灰度及其导数值的联合概率分布得到.仿真脑部MR数据和临床脑部MR数据的试验结果都表明,灰度及其二阶导数联合信息最小化方法纠正效果良好,大大减少了脑白质和脑灰质的灰度交叠.