位姿估计是现阶段智能和自动化控制领域最热门的研究方向之一，在无人驾驶汽车、智能工业机械臂、民用家政机器人等领域有着诸多应用。但传统方法大多具有计算复杂，实时性困难等问题。提出了一种利用卷积神经网络来做双目相机图像输入端的尺寸压缩和信息提取，并将特征向量通过双向长短时神经网络与激光雷达计算的标准结果进行回归学习的位姿解算方案。训练得到的深度学习方案在精度和速度方面相对于传统方案都有一定的提升。

近年来人们对具有安全驾驶、智能控制功能的汽车需求增长，使智能驾驶汽车快速发展起来，激光雷达作为智能驾驶的核心传感器之一得到广泛的关注，其中MEMS激光雷达具有高帧率、高分辨率、体积小、成本低的优点，是国内外车载激光雷达的主要发展趋势之一。光学系统是MEMS激光雷达重要组成部分之一，分为发射光学系统和接收光学系统，本文基于镜面直径5mm的二维MEMS振镜设计了发射光学系统，将25W的半导体激光器准直为弧矢方向发散半角为1mrad，子午方向发散半角为3mrad的光束; 设计了大相对孔径为1∶1、焦距为11.01mm的镜头作为接收镜头，并提出采用放大倍率为2.2的纤维光锥与16线APD阵列探测器耦合，扩大接收光学系统的视场; APD阵列探测器采用选通模式，提高雷达系统的信噪比。基于此设计结果搭建激光雷达样机，实验验证系统探测距离可达45m，全视场角40°×10°。结果表明系统可一定程度上提高激光雷达探测距离和视场角。

利用定向耦合器代替Y形分支结构,在X-cut铌酸锂(LN)基底上设计了一款具有低驱动电压、高调制参数的马赫-曾德尔(M-Z)型电光调制器。采用有限元法对定向耦合器的原理及影响因素进行了详细分析和精确计算,并对电光调制器的关键结构参数进行了优化。结果表明:光波沿着定向耦合器传播时,能量在两波导中来回交替,呈正弦和余弦函数分布,并且耦合长度随着其间距的增大而快速增大。在调制臂长为3 cm,光波长为1550 nm的情况下,单臂调制所获得的半波电压V_π为2.22 V,调制参数S₂₁为-51.13 dB。通过对调制臂进行截面分析,给出了电场E_x分量、电位移矢量D_x分量和光模分布,并求得重叠积分因子为0.486。同时还表明脊形波导结构有利于提高电光作用效率。当脊高为1 μm时,重叠积分因子为0.714,相较于平板波导,其电光重叠积分因子提高了46.91%。

小动物活体荧光成像系统是研究现代生物医学的有力手段之一，但是现有的荧光成像系统穿透深度低、信噪比不高，严重制约了荧光成像技术在生物医学中的应用。利用近红外Ⅱ区光（1000~1350 nm）在生物组织中的穿透深和成像信噪比高的特点，研制出了一套高性能的近红外小动物活体荧光成像系统。模拟实验表明：该系统具有信噪比高（57 dB）和穿透深度深（大于10 mm）的特点。通过利用该近红外小动物活体荧光成像系统对静脉注射有Ag2S量子点（荧光发射波长为1200 nm）的小鼠进行观察，获得了小鼠全身血管网络及深层组织器官的高分辨率图像。

基于数字微反射镜的动态掩膜面投影微立体光刻技术是一种基于快速原型制造思想的新型微细结构加工手段，其系统中常用树脂槽和涂覆装置使得其无法适用于粘度大的固化材料。为实现粘度大的复合纳米材料的固化制造，构建了新型的基于数字微反射镜技术的动态掩膜微立体光刻系统，该系统的加工横向分辨率由系统的光学分辨率与树脂特性共同决定。当单层树脂固化厚度超过临界值时，系统的横向分辨率将降低。根据实验中测量光学系统的分辨率以及树脂的工作曲线，得到本系统的最高横向分辨率可以达到14 μm。