随着人类对太空的探索日益加深，传统射频通信愈发不能满足高速深空通信的需求，各航天国家先后对深空激光通信技术开展研究。激光通信是实现空间通信的一种重要手段，相比于传统射频通信，激光通信具有通信速率高、终端载荷小、抗干扰能力强等优点，更适用于超远距离的深空通信。目前，美国进行的研究最多，且已成功实施了两次深空激光通信演示验证。本文针对已有的深空激光通信研究与演示结果进行综述，分析了实现深空激光通信的关键技术，对深空激光通信的发展历程与未来发展进行了探讨。

针对目前基于点云的三维目标检测算法中小目标检测效果差的问题，提出了基于改进PointPillars模型的三维目标检测方法。首先，改进了PointPillars模型中的pillar特征网络，提出了一个新的pillar编码模块，在编码网络中引入了平均池化和注意力池化，充分考虑了每个pillar模块的局部详细几何信息，提高了每个pillar模块的特征表示能力，从而提升了模型的小目标检测性能。其次，基于ConvNeXt改进了骨干网络中的二维卷积下采样模块，使模型在网络特征提取阶段能够提取丰富的上下文语义信息和全局特征，从而增强了算法的特征提取能力。在公开数据集KITTI上进行验证，实验结果表明，所提方法具有更高的检测精度，相较于原网络，改进后的算法的平均检测精度提升了3.63个百分点，证明了该方法的有效性。

中红外激光凭借其非接触、高效率和高精准度的显著优势，广泛应用于病变组织切除、组织整形和肿瘤间质光热疗法等临床外科手术中。在诸多中红外激光中，二氧化碳（CO₂）激光具备极高消融效率和高精准度的特点，广泛应用于皮肤、耳鼻喉和腹腔等手术中。然而，由于缺乏稳定、高性能的小尺度柔性能量传输介质，CO₂激光无法像钬激光、钕激光等近红外激光一样，通过成熟的石英光纤，以微创或无创的方式进入体内，在人体内部自然腔道中进行微创介入操作。目前CO₂激光通常通过导光臂、空心波导管等传输介质进行手术，这极大地制约了其优势在微创手术中的充分体现。为使CO₂激光更好地服务于临床外科医疗领域，本文总结了现有的医用CO₂激光能量传输介质，重点讨论了热拉式多材料光纤技术在CO₂激光医疗领域的研究进展，并展望了未来多功能柔性CO₂激光消融机器人光纤的发展趋势及应用前景。

为了进一步提高光模块光学耦合效率和出光光功率， 设计和优化了400G光收发模块，使用带有透镜的无源器件作为光学耦合的重要部件，以提高耦合效率；采用输入/输出缓冲区信息规范(IBIS)模型对光模块的高频电路进行分析与优化；最后，对光模块进行了光学设计、链路仿真和测试。测试结果表明：设计的光收发模块眼图较为清晰，光眼图抖动为2.3 ps左右，各个通道具有较好的一致性，202 s内无误码；信号传输100 m后，未出现丢包情况，系统性能比较稳定。

激光光斑中心的准确定位对共焦显微系统有着重要作用。为了提高光斑中心定位的准确性, 设计了一种基于OpenCV的高精度光斑中心定位检测方法。首先对采集到的光斑图像进行降噪滤波, 再通过聚类分析, 筛选连通域排除粗大误差, 然后对目标连通域边缘进行形态学处理, 最后将边缘数据拟合成椭圆定位光斑中心。仿真与实验结果表明：该方法与其他传统光斑中心定位方法相比, 具有小于0.1 pixel的亚像素级定位精度, 检测结果更稳定, 是一种高精度的光斑中心定位方法。

为解决传统共焦显微系统的分辨力与线性量程不能兼顾的问题, 提出了基于变光程技术的多差动共焦显微技术, 利用光程的调制在单探测光路中实现轴向响应曲线相对于焦平面的对称相移的方式, 仅需要调整单一参数就可获得不同离焦量的响应曲线, 实现具有绝对零点、线性度好的多差动光路系统, 从而实现在同一系统中对高分辨力与大量程的兼容。该技术减少了元器件性能差异和人为装调误差, 结构简单, 提高了可靠性。实验表明：系统可兼顾分辨力与线性量程, 轴向分辨力可达 6.46nm。为微细结构的测量提供了一种精度高、结构简单、应用场合广泛的技术。

为满足辐射探测器前端读出电路对模拟电路稳压器片上集成和快速瞬态时间响应的需求，设计了一种基于0.18 μm CMOS工艺的全片上集成LDO。采用大摆幅高增益放大器驱动输出功率管，增大了功率管栅极调节电压摆幅，减小了功率管尺寸和LDO压差电压。该放大器同时增大了LDO的环路增益和对功率管栅极的充放电电流，从而改善了瞬态响应性能。为了不牺牲环路增益带宽和芯片面积，并且保证LDO在整个负载电流区间内保持稳定，提出了一种负载电流分区频率补偿方法。仿真结果表明，在负载电容为200 nF，负载电流范围为0~200 mA时，设计的LDO相位裕度均大于53o。在相同功率管尺寸情况下，采用大摆幅高增益放大器可以将LDO最大输出电流能力提高到两倍以上。当负载电流从10 mA跳变到200 mA时，LDO输出电压恢复时间小于6.5 μs。设计的LDO电路面积为120 μm×264 μm，满载时电源效率为97.76%，最小压差电压为50 mV。

熔融石英玻璃因具有耐热性高、热膨胀系数低、绝缘性能好等优点, 广泛应用于航空航天、微光学元件、**等领域, 并对其加工精度和表面质量提出了更高的要求。由于飞秒激光具有“冷加工”的特点, 因此在熔融石英玻璃微纳加工方面展现出独特优势。采用波长为1030nm、重复频率为100kHz、脉宽为290fs的飞秒激光对熔融石英玻璃进行加工, 确定了不同物镜下熔融石英玻璃的损伤阈值, 研究了不同物镜下的激光功率、扫描速度、离焦量、扫描次数对加工线槽的影响, 使用逐层叠加加工的方法在低功率下得到了高深宽比(4∶1)的线槽, 并且提高加工线槽的宽度与深度的可控性, 可以在较薄熔融石英玻璃(200μm)上进行微纳加工。

为了促进磷石膏的综合利用, 改善水泥稳定碎石的抗裂性能。本文通过磷石膏部分取代细集料制备了一种水泥-磷石膏稳定碎石材料, 系统地分析了材料强度、水稳性能和抗裂性能的影响因素。结果表明, 水泥剂量、磷石膏掺量和集料级配均对水泥-磷石膏稳定碎石材料的强度有较大影响。适当将细集料的质量分数降低5%~10%, 更有利于材料形成骨架密实型结构。磷石膏除了具有细集料的填充作用, 还可以促进膨胀性钙矾石(AFt)晶体生长。磷石膏掺量为8%(质量分数)的水泥-磷石膏稳定碎石泡水养护7 d的强度保持率为73.4%, 水稳性能良好, 与水泥稳定碎石相比, 其7 d强度提高了26.7%, 28 d干缩应变降低了40.3%。在贵州省某二级路进行了工程应用, 试验段检测的合格率为100%, 验证了生产配合比的可行性。

新型Cu2O纳米微晶玻璃具有高Cu载量、低成本和易大规模制备等特点，有望成为载银抗菌玻璃较有潜力的替代者。通过采用XRD、Raman光谱、XPS、FESEM和TEM等表征方法重点研究了不同ZnO/K2O比对SiO2-Al2O3-K2O-ZnO-P2O5-B2O3-CuO微晶玻璃显微结构的影响，并分析讨论了其结构-性能关系。结果表明，微晶玻璃中Zn与P元素会富集在Cu元素所在区域的附近，适量的ZnO能使微晶玻璃中析出的Cu2O晶粒尺寸稳定在纳米级别，并能调节微晶玻璃中Cu元素的浸出速率。Cu2O纳米微晶玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有显著的抗菌效果，并能实现对维多利亚蓝B溶液的可见光催化降解，是一种极具发展潜力的新型功能微晶玻璃材料。