折射率是生物样本最重要的光学属性，经常作为内源性“标记物”进行无标记定量成像。虽然通过测量光程差获取相位信息的传统定量相位成像方法已被广泛研究，然而其获取的相位结果是样本折射率与厚度的耦合产物，无法重建三维形态学信息。近年来，以光学投影层析方法为开端，研究人员率先开启了以三维折射率定量成像为目标的形态学特征重建方法研究。然而光学投影层析方法未考虑衍射效应，导致其精度不足。为解决该问题，基于散射反演求解的光学衍射层析技术应运而生，并在无标记生物三维成像方面展现出巨大的潜力。本文锁定生物折射率三维无标记定量成像研究，聚焦光学投影层析和光学衍射层析两种方法的发展历程，从正向测量模型、反演算法以及实现方法三方面进行综述，并对该研究未来的工作进行展望。

为获取小角度出射的单能中子源, 采用蒙特卡罗软件对小型D-D中子管产生的能量为2.45 MeV的4π立体角中子源进行了准直屏蔽结构设计。准直屏蔽结构分为准直器和捕获穴, 准直器采用“铁+含硼聚乙烯+铅”的三层过滤结构, 用于屏蔽照射野外杂散中子, 捕获穴主要功能是增加反方向中子的弹性散射次数, 从而降低出射束低能散射中子的比例。通过MCNP模拟得到了准直器各层材料的最佳厚度和出射孔尺寸以及捕获穴最佳结构。经验证, 中子照射野处2.45 MeV的中子通量比照射野外大三个量级, 中子照射野处低能中子通量比2.45 MeV的中子通量低一个量级, 墙壁外总剂量率（中子+γ）在2.5 μGy/h以下。该研究对于小角度单能中子源的快速获取具有一定的实用价值, 获取的中子源可用于中子剂量仪器有效性检验、中子监测仪性能测试等方面的研究。

中子监测仪对不同能量中子的探测效率是其重要的性能指标，直接影响其测量值的可信度与使用效果。针对中国科学院高能物理研究所生产的高灵敏度区域中子监测仪（HANM型），利用蒙特卡罗软件模拟其探测效率曲线，模拟结果表明该仪器探测效率随能量增加，先上升后下降，其探测效率最高值在1 MeV附近。通过改变模拟条件中的射线入射方向，对比探测效率曲线趋势变化，验证该型仪器的探测效率曲线趋势的可靠性。在此基础上，分别利用D-D,D-T加速器产生2.5 MeV和14 MeV单能中子，对探测效率曲线进行校准与验证，最终获得此型仪器的探测效率曲线。

激光损伤阈值是衡量光学元件性能的重要参数,而判别薄膜是否发生了损伤是准确测量薄膜激光损伤阈值的关键,因此研究薄膜损伤的判别方法具有重要意义。传统方法准确度低、操作复杂、人为因素影响大,提出了以等离子体冲击波压强特征为标准的判定薄膜损伤的新思路。以多种单层薄膜为例,搭建测试平台,利用传声器采集激光辐照薄膜产生的等离子体冲击波,将该数据与国标法测得的激光薄膜损伤阈值相对照,找到对应的等离子体冲击波压强阈值。实验表明,该方法判别速度快,操作简单,测试设备搭建方便,并可以实时监测,能够大大提高检测效率。

随着激光器朝向大功率、 高能量的方向发展, 激光损伤阈值成为了衡量光学元件抗激光损伤能力的重要参数之一, 因此, 能否准确地测量出光学元件的激光损伤阈值成为研究的重点。 而光学元件激光损伤阈值测试的关键是能否准确地判别光学元件是否发生激光损伤。 为解决目前常见的损伤判别方法存在的精度低、 识别时间长、 适用材料范围窄、 操作复杂等不足, 提出了一种新的激光损伤的判别方法, 即等离子体诊断法。 以K9玻璃为例, 搭建激光损伤阈值的测试平台, 利用光纤光谱仪采集强激光辐照K9玻璃时所产生的激光等离子体闪光光谱, 并对该光谱进行诊断分析, 将该光谱中是否含有待测试光学元件材料中特征元素的光谱峰作为其是否收到激光损伤的标准。 同时, 对K9玻璃进行了激光损伤阈值的测试, 并将测试结果与等离子体闪光法和显微镜法所测的激光损伤阈值进行了对比分析。 实验表明, 提出的等离子体诊断方法的判别精度高、 速度快、 测试装置结构简单, 易实现在线测量, 可以大大地提高光学元件激光损伤阈值测试工作的效率。

在不同位置和激光辐照能量的条件下, 采用传声器采集并提取了等离子体冲击波的压强值及其起始时间信息,分析了等离子体冲击波在空气中的传播规律，拟合得到了冲击波声压值与激光辐照能量的关系函数。结果表明，激光等离子体冲击波以球面波形式在空气中进行传播，其声压值与激光辐照能量呈非线性的正相关关系。

提出了应用激光诱导击穿光谱技术对薄膜损伤特性进行表征的方法，研究了纳秒脉冲激光作用下薄膜损伤时的等离子体光谱特征，并应用该技术对薄膜的抗激光损伤特性进行了测量.实验测得，HfO2单层膜在78 mJ的激光能量的辐照下，薄膜损伤时的等离子体温度为2 807.4 K，且电子密度为7.4×1017cm-3.利用识别薄膜损伤时的等离子体光谱的特征，准确地判断了薄膜是否损伤，避免了薄膜损伤的误判现象.结果表明，激光诱导击穿光谱技术适用于薄膜的激光损伤测试中，并且是一种非常有效的测试分析方法.

针对用子孔径干涉像差修正拼接法测量非球面的拼接精度问题,提出了一种基于t分布统计的拼接精度分析评定方法。根据测量原理及拼接模型特点,利用残差分析对模型进行回归诊断,使用因变量预测算法和t分布统计模型对拼接精度进行估计与分析。实验结果显示:按t分布评定拼接结果的扩展不确定度为0.362 3λ(0.229 μm),而常规的系统误差检验方法评定拼接结果的扩展不确定度为0.234 μm,两种方法结果基本一致,表明基于t分布统计的方法在保证评定结果准确度的前提下,克服了比较分析法的不确定性,解决了正态分布统计法中置信系数k不能反映子样标准差可靠性对置信概率的影响问题。

为了在随身行李X光图像中自动地检测和识别低亮度的危险物品,首先需要将原始图像进行分割,以得到各个目标的区域.分割图像既不能过分割,也不能欠分割.本文提出了一种基于投影的X光图像分割区域数量判定方法,通过比较分割图像序列在水平和垂直方向投影的相关程度的变化,确定最佳的图像分割区域数量.和基于统计有效指数的方法相比,该方法综合考虑了图像的统计信息和空间分布信息,不仅所得到的最优分割图像中包含足够的目标信息,便于后续的目标检测和识别,而且算法具有较小的计算量.

研究了由非磁性聚苯乙烯颗粒弥散于煤油基Fe_3O_4磁性液体中制备而成的磁性液体复合体.该复合体双折射效应和线二向色性随外磁场变化.在相同的磁场条件下,复合体的双折射效应较纯磁性液体有减弱而二向色性较后者有所增强.文中采用一简化模型对结果给出了解释.