目前，病理专家通过肉眼识别显微镜视场下乳腺癌病理切片图像中的乳腺癌细胞具有很强的主观性。因此，设计了一款基于显微图像的乳腺癌细胞识别系统，该系统包括显微图像采集模块和乳腺癌细胞识别算法实现模块。通过USAF 1951分辨率测试板验证设计的乳腺癌细胞识别系统显微图像采集模块，最终的成像分辨率可以达到2.19 μm。通过多组乳腺癌病理图像验证所提乳腺癌细胞识别算法，结果表明设计的乳腺癌细胞识别系统识别乳腺癌细胞的平均准确率达到93.4%。

甲状腺结节是成人临床最常见的结节性病变之一，发病率一直居高不下。甲状腺结节有良性和恶性之分，后者即为甲状腺癌，会造成患者呼吸吞吐困难甚至危及患者生命。因此，识别甲状腺结节的良恶性是诊断和治疗甲状腺结节的首要问题。深度学习能够自动提取结节特征，并完成甲状腺结节的良恶性初步分类。随着深度学习分类准确率的不断提高，目前它已成为甲状腺结节良恶性辅助诊断的重要手段。为更好地进行甲状腺结节良恶性分类辅助诊断研究，对常用的结节分类性能评价指标进行介绍；按卷积神经网络、Transformer、深度神经网络、生成对抗网络、迁移学习、集成学习以及基于深度学习的计算机辅助诊断系统进行分类，对它们在甲状腺结节良恶性分类中的应用进行阐述，并进行综合对比分析；总结了目前研究中存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。

为解决光谱反演法确定透明固体光学常数的一些问题，如存在反演误差、计算耗时等。本文基于传统的双厚度透射率模型，建立了厚度满足整数比的两个光谱透射率方程。通过代数运算获得了与消光系数有关的多项式方程，求解并选择大于 0小于 1的实数根来计算消光系数；然后求解关于界面反射率的一元二次方程，选择大于 0小于 1的根来计算折射率。在确定光学常数的过程中，新方法没有反演误差、迭代计算耗时及多值问题。作为应用示例，利用已知文献中的双厚度透射率实验数据计算了 CaF2和 Si的光学常数，并和文献的结果进行了比较。结果表明，新方法优于传统的光谱反演法，新方法为透明固体光学常数的高精度确定提供了新选择。

980 nm半导体激光器作为掺铒光纤放大器的最佳泵浦源，其温度会影响激光器功率稳定性和放大器输出光谱漂移。提出将现场可编程门阵列（FPGA）作为核心控制元件，以半导体制冷器为执行元件、热敏电阻为温度传感器，利用FPGA自动切换内部状态机、控制流入半导体制冷器电流的方向和大小，实现980 nm半导体激光器内部的温度控制，并通过搭建基于FPGA的掺铒光纤放大器系统实验装置，验证所提方法的可行性。实验结果表明：所提出的温度控制方法能有效地实现980 nm半导体激光器的温度控制，使其功率-电流曲线的线性拟合度提高了23.07%，掺铒光纤放大器的输出光谱波长偏移减小了62.5%，保证了激光器输出功率及放大器输出波长的稳定性。该方法的结构简单且实时性高，对推进半导体激光器温度控制的发展及应用具有非常重要的意义。

为了研制面向卫星激光通信的小型化抗辐照掺铒光纤放大器(EDFA), 介绍了掺铒光纤(EDF)在辐照环境下的失效机理, 研究了不同掺铒浓度EDF的辐照性能, 对比了不同材料复合屏蔽结构的抗幅照性能, 最终实现了一种尺寸为60 mm×60 mm×15 mm、输出功率超过23 dBm和在20 krad(SI)辐照剂量下输出功率波动幅度低于0.1 dB的高性能小型化抗辐照EDFA。

为解决光谱反演法确定物质光学常数的一些问题, 基于传统的双厚度透射率模型, 建立厚度分别为 L和 2L的光谱透射率方程, 通过代数运算获得与衰减系数有关的八次多项式方程, 求解并选择其大于 0小于 1的实数根来计算衰减系数和消光系数; 再求解关于界面反射率的一元二次方程, 选择其大于 0小于 1的根来计算折射率。在确定光学常数的过程中, 新方法没有反演误差和迭代计算耗时问题。利用已知文献中庚烷的光学常数验证新方法的可靠性, 并分析了双厚度不满足 2倍关系时对计算结果的影响, 结论是第二厚度 2L的相对误差不超过 1%时, 消光系数的计算误差不超过 2.03%, 不考虑 3个强吸收点时, 折射率的计算误差不超过 1%。

新疆25 cm望远镜是一台小口径巡天望远镜，用于支撑地球同步轨道（GEO）监测任务。空间物体监测需要依靠快速的光学图像处理技术，采用天文定位方法得到空间物体的赤经-赤纬测量信息。新疆25 cm望远镜具有指向误差较大的问题，严重影响光学图像处理的成功率。本研究分析指向误差对天文定位中星图识别的影响，提出一种改进的以指向搜索为框架的快速星图识别方法，该方法能够自动适应指向误差带来的不利影响。利用新疆南山站25 cm望远镜的图像对该方法进行测试，达到预期效果，验证其有效性和稳定性。

采用高能激光束对玄武岩纤维进行表面改性, 并制备玄武岩纤维/环氧树脂复合材料。利用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射等手段, 表征改性前后玄武岩纤维的微观形态、物相结构, 系统研究了激光对纤维的微观组织变化、性能等影响规律, 并测试了玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。研究结果表明, 随着激光功率的增加, 玄武岩纤维表面缺陷深度和缺陷面积增加。当激光功率由0 W提高至120 W时, 表面缺陷最大深度由9 nm增加至180 nm, 表面缺陷的分布范围由3.5~6.5 nm增加至90~120 nm, 表面粗糙度由1.41 nm增加至24.70 nm。激光改性后, 玄武岩纤维单丝拉伸性能降低, 由于激光对纤维的辐射作用, 玄武岩纤维的表面缺陷深度与拉伸强度的关系不符合经典理论。激光改性前后, 玄武岩纤维XRD谱峰位基本一致, 表面所含元素的种类没有发生变化。激光改性使玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能有所改善, 随着激光功率的增加, 复合材料的拉伸强度和冲击强度呈先升高后降低的趋势。

为了讨论缓冲气体对碱原子精细结构能级间的能量交换加速作用, 利用激光感应荧光光谱对Cs(Rb)-N2系统中的精细结构碰撞能量转移过程进行了实验研究, 获得了不同条件下碱原子D1线和D2线的荧光变化数据。结果表明, 在Cs-N2系统中, N2分子更多参与精细结构能量交换的加速过程;在340K时, 系统具有高的荧光转换效率;在Rb-N2系统中, N2分子主要参与猝灭过程, 对精细结构碰撞的增益作用不明显。这一结果可为半导体抽运碱金属激光器的高效运行提供参考数据。

连续血糖监测是糖尿病预防、诊断及管理过程中的有效手段。然而，现有的电化学连续血糖监测系统仍存在开放式创口植入、易引起炎症、监测时间短等缺点。光学传感为连续血糖监测提供了新方法，本团队设计开发了可见光激发的发光纳米粒子葡萄糖传感器，其高亮度的发光传感特性有助于经皮血糖信号检测。基于比率荧光策略设计的发光纳米粒子可以校准激发光强变化和采样环境变化等带来的信号误差，可见光激发发光特性可以避免紫外光激发采样对机体的伤害，在高频率长时段的信号采集应用中具有明显优势。