冲击物理温度是**弹药性能测试、 极端环境材料状态的重要参量, 温度的精准获取在**建设和工业制造领域有重要意义。 冲击过程由于持续时间短、 较难接触式测量以及温度范围广等特性, 常规测温方法较难满足要求。 利用多光谱辐射测温法, 获取材料辐射强度值, 以普朗克辐射定律为基础建立温度反演模型, 从而获取目标的冲击物理温度值。 实际中, 由于不同目标发射率存在一定随机性, 在模型反演温度时误差较大。 冲击压缩下材料的结构可能发生相变, 发射率随之变化, 因此直接将发射率模型假定用于冲击物理温度求解, 很难准确的获取温度值。 基于约束优化理论, 将多光谱测温实验中温度求解问题转为约束优化问题。 针对每个通道获取到的温度值应该相同, 将物体发射率限制在特定范围, 利用约束优化算法计算获取目标温度和发射率, 克服了未知发射率对于冲击物理温度求解的障碍。 同时, 将平衡优化器算法（EO）与序列二次规划法（SQP）相结合应用于温度模型的求解中, 避免了单一算法求解稳定性差和速度慢的缺点, 提高了温度反演的效率和准确性。 对四种常见的发射率模型在3 000 K时的发射率数据进行了仿真验证, 结果表明温度反演误差均小于1%, 反演时间小于3 s。 最后利用本算法对冲击压缩下金属铜的温度进行了反演, 并与最小二乘法和内点罚函数法进行了对比, 结果表明所提出的方法得到金属铜的冲击物理温度值更接近理论计算结果。 因此, 该方法为其他未知发射率模型目标的冲击物理温度值获取, 提供了一种有效的反演方法。

为提高车载组合导航系统的导航精度和可靠性, 在全球导航卫星系统(GNSS)信号正常工作的情况下, 该文建立了一种双天线GNSS/微惯性测量单元(MIMU)/轮速里程计(OD)组合导航模型, 实现了对MIMU和OD传感器误差特性的在线估计。在GNSS信号短期失锁的情况下, 基于双OD轮速比例修正(WRC)算法建立了MIMU/双OD组合导航模型。车载实验结果表明, 与无WRC组合模型相比, 该文设计的组合导航模型在120 s的GNSS信号失锁路段, 最大定位误差减小了63.9%, 定位误差标准差减小了80.1%; 在200 s时GNSS信号频繁中断路段, 最大位置误差为0.55 m。验证了所建立的导航模型和算法在复杂路况下工作的有效性。

机械测试理论与技术是获取机械物理信息的主要途径，是推动工业生产和制造技术进步的“倍增器”。随着我国从“资本密集型、劳动密集型”产业逐步向“知识密集型”产业升级，以集成电路、航空航天、高速轨道交通、新能源汽车为代表的战略性新兴产业与高技术制造业正成为未来十年我国制造业升级的重点领域。如何完整而精确地获取高性能装备运行过程中的服役状态以及如何实时而全面地获取产品制造过程中的形性参数，是保证制造装备与制造过程实现“高性能”、“高效率”的关键所在。开展了科学基金资助情况统计和文献分析，从精密测量、纳米测量与量子测量3个维度综合分析了本领域的代表性进展、研究热点与发展趋势，总结了面向高性能制造的机械测试重要理论、核心方法与关键技术进展，探讨了所面临的关键挑战，凝练了未来5~10年的重大科学问题。

随着全球信息化和网络化迅猛发展, 信息量呈爆炸式增长。激增的信息量急需构筑海量光通信系统, 充分利用全波石英光纤低损耗带宽资源。这迫切需要开发新型宽带光放大材料。因此, 宽带近红外发光玻璃及光纤近年来一直受到国内外的普遍关注, 发展迅猛。本文介绍了宽带近红外发光玻璃及光纤的发展现状, 内容包括稀土、过渡金属、主族元素、量子点掺杂玻璃及光纤, 分析这些玻璃及光纤材料目前存在的问题, 最后对宽带近红外发光玻璃及光纤的发展趋势和应用需求进行了总结和展望。

电磁超材料完美吸收器独特的亚波长结构能够与入射电磁波产生有效的电磁共振，在特定的频率范围内能够达到近乎100%的完美吸收。近年来，电磁超材料完美吸收器，特别是太赫兹波段完美吸收器受到了国内外研究人员的广泛关注，取得了一定进展。综述了基于太赫兹波段的电磁超材料完美吸收器的研究进展，阐述了超材料吸收器的基本结构特征、性能以及理论模型，并对太赫兹完美吸收器的未来发展趋势以及应用前景作了简要探讨。

由于超透镜在光场相位调控、多功能复合、微纳集成等方面具备传统透镜无法比拟的优势,故其在许多领域具备极大的应用潜力。但是,超透镜的设计需要专业人员具备专业知识及丰富的经验,这使得非专业人员无法快速掌握,为此阻碍了超透镜的规模化制备。通过MATLAB和时域有限差分法(FDTD)的混合编程,研究了不依赖于预设物理模型的超透镜的设计过程,实现了介质超透镜的自动化设计。通过在MATLAB编写的软件界面上输入所需的超透镜参数,后台调用FDTD设计仿真程序来构建纳米结构,可以计算出结构的尺寸与相位和透过率的关系。根据所需的相位分布来构建超透镜,最后对超透镜进行数值模拟仿真及性能评估。所述的设计流程及软件能极大地方便非专业人员进行超透镜的设计。

熔石英光学元件经过精密加工后亚表面存在大量缺陷，这些缺陷在强激光辐照下易引发激光诱导损伤，威胁熔石英元件在紫外激光（351 nm/355 nm）辐照下的正常运行。在湿法刻蚀工艺中，刻蚀液与熔石英材料发生化学反应，钝化亚表面结构裂纹，去除污染杂质，从而降低缺陷对损伤的影响，提高元件抗激光损伤性能。分析了熔石英光学元件的损伤机理，介绍了强酸沥滤、氢氟酸基刻蚀技术及其他湿法刻蚀技术的进展情况，比较了湿法刻蚀中不同刻蚀参数对元件抗激光损伤阈值的影响，总结了该领域的研究现状并对今后的发展趋势进行了展望。

为了建立有效无损的亚表面缺陷探测技术, 本文开展了光学元件亚表面缺陷的荧光成像技术研究, 通过系统优化激发波长、成像光谱、成像光路及探测器等影响探测精度和探测灵敏度的参数, 研制出小口径荧光缺陷检测样机。基于该样机对一系列精抛光熔石英和飞切KDP晶体元件的散射缺陷和荧光缺陷进行了表征, 获得了各类样品亚表面缺陷所占的比重差异很大, 从0.012%到1.1%不等。利用统计学方法分析了亚表面缺陷与损伤阈值的关系, 结果显示, 熔石英亚表面缺陷与损伤阈值相关曲线的R2值为0.907, KDP晶体亚表面缺陷与损伤阈值相关曲线的R2值为0.947, 均属于强相关。该研究结果可评价光学元件的加工质量, 用于指导紫外光学元件加工工艺, 并且由于该探测技术具有无损、快速的特点, 因此可应用于大口径紫外光学元件全口径亚表面缺陷探测, 具有极其重要的工程意义。

光致暗化效应是高功率掺镱光纤激光器稳定性、可靠性及寿命的重要影响因素。对掺镱光纤光致暗化性能进行精确表征和物理诊断是理解光致暗化产生机理及建立光致暗化消除技术的前提和基础。介绍了表征掺镱光纤光致暗化性能的主要物理参量,综述了掺镱光纤光致暗化性能的物理诊断方法,分析了不同方法的优缺点及适用范围,阐述了影响光致暗化性能的关键因素,并对未来掺镱光纤光致暗化性能物理诊断研究方向进行了展望。