设计了一种基于离轴反射式光学结构、投影距离可以改变的增强现实型平视显示（AR-HUD）系统，以降低驾驶员的视觉疲劳。其中，眼盒的大小为130 mm×50 mm，虚像投影距离为3~10 m，可以通过改变图像生成单元（PGU）到一级镜的距离和像源尺寸的方式实现投影距离连续可调。通过随机取样的方式，在投影距离变化范围内随机选取一个投影距离对系统进行像质分析，证明投影距离连续可变。视场角（FOV）在投影距离的可调范围内恒为15°×5°，畸变小于5%，动态畸变小于5′，MTF在5 lp/mm处优于0.5。结果表明，当车辆与前方物体距离较近时，AR-HUD系统可以根据需要改变虚像的投影距离，且能保证像质始终符合规格。

为了保证增强现实式平视显示系统（AR-HUD）的虚像像质清晰、虚像距离更远，在视场角更大需求的基础上应尽可能减小AR-HUD的体积。采用自由曲面离轴双反射系统，设计了一款虚像距离为10 m、视场角为10°×5°的虚像显示光路。该光路用孔径光阑偏移范围（Eyebox）模拟驾驶员视野移动范围并分为9个结构，利用多重结构进行优化仿真，每个视场光斑均落于艾里斑之内，图像的调制传递函数均接近衍射极限，畸变、动态像差值均小于行业规定值。满足成像要求后绘制了平视显示系统（HUD）防尘膜并进行光害仿真分析，避免太阳光害进入人眼。最后，绘制AR-HUD外壳，测得其体积为10 L，并通过用户界面（UI）图像对显示效果进行仿真，验证了设计的正确性与可行性。

三维发射层析技术跨越了传统二维层析技术中的“切片”过程，将被测区域作为一个整体进行重建，投影方向及位置不局限在同一水平面内，可以解决实际燃烧场测试中探测器位置受限以及装配误差等问题，对燃烧场的三维成像及测试具有重要意义。针对已有三维发射层析技术中权重矩阵的计算存在数据量大、精度和效率低等问题，在三维空间相机成像投影数学模型的基础上，提出了一种基于线性插值原理的三维权重矩阵计算方法，并结合代数迭代算法实现层析重建。通过数值模拟验证了算法精度，建立了多相机发射层析系统并对燃烧火焰进行三维层析重建。研究结果对提高层析重建精度和效率具有重要的参考价值。

将典型反远摄镜头设计方法与PWC法相结合, 从理论模型出发搭建初始结构, 借助光学设计软件ZEMAX辅助设计。得到一款工作波段436 nm、486 nm、546 nm、587 nm、656 nm, F#1.5, 全视场角160°, 光学总长18.5 mm, 可应用于车载后视系统的镜头, 比市场上现有产品指标有明显提升, 镜头高低温性能稳定、公差合理。结果表明将反远摄理想模型、PWC法及实际需求结合, 设计效果好, 镜头性价比高、性能优异, 为相关领域的镜头设计提供有益借鉴。

混合像元的存在是制约高光谱遥感应用精度的主要原因, 因此必须进行高光谱解混合。端元提取作为高光谱解混合的关键, 往往易受噪声和异常点的干扰。为了提高端元提取精度, 针对高光谱端元提取提出了一种空谱联合的预处理方法。首先, 定义了新概念光谱纯度指数, 主要用于预估高光谱图像中每个像元的光谱纯度; 其次, 给出了基于光谱纯度指数的空间去冗余方法, 利用真实地物的空间分布连续性, 判断和移除高光谱图像中冗余像元, 最终形成精简的候选端元集。实验结果表明: 采用提出的预处理方法后, 对于模拟高光谱图像, 提取的端元与原始端元之间夹角平均减少了9022 3°, 候选端元数量少于原始像元数量的10%。该预处理方法不仅有效消除了噪声和异常点的干扰, 提高了端元提取精度, 且大幅降低了时间复杂度。

将波长为1064 nm的纳秒Nd∶YAG脉冲激光聚焦在单层Al膜上，诱导其产生等离子体闪光，模拟计算了等离子体闪光的点燃时间(tm)，分别得到了tm与激光波长、入射激光能量、聚焦光斑半径、脉宽等激光作用参数的关系曲线，研究分析了薄膜材料、薄膜表面杂质和缺陷对tm大小的影响。结果表明，激光聚焦光斑和脉宽越大，tm就越大；激光波长和入射激光能量越大，tm越小；薄膜材料电离能越小,tm越小；薄膜表面存在杂质和缺陷时，tm变小。这些结果对关于激光维持燃烧波和爆轰波的产生机制的研究提供了一定的参考。

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.

高反膜的抗激光损伤特性严重影响着激光系统中激光器有效输出功率的提高。因此提高高反膜的抗激光损伤特性就成为了关键。在真空箱式镀膜机中采用阻蒸发法制备Ag膜,电子束蒸发的方法制备介质保护膜,采用Lambda950测试其光学特性,在激光损伤测试仪上测试薄膜的损伤阈值。分析沉积温度对单层银膜光学特性和附着力的影响,不同层数的介质保护膜对Ag膜的光学特性和抗激光损伤能力的影响。研究结果表明:沉积温度分别为室温、120 ℃、150 ℃及200 ℃时制备单层银膜,在沉积温度200 ℃下,制备的银膜在1 000~1 400 nm波段的平均反射率达到了99.17%,此时银膜的激光损伤阈值为1.74 J/cm2,在银膜外侧加介质保护膜后其损伤阈值达到了6.874 J/cm2,经激光预处理后,损伤阈值提高到10.83 J/cm2,是单层金属膜损伤阈值的6倍。

为了使研究者能更详细地了解类金刚石(DLC)薄膜的研究现状, 综述了类金刚石薄膜的特性及应用, 分析对比了目前常用的一些类金刚石薄膜的制备方法, 包括物理气相沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD), 并对类金刚石薄膜的抗强激光损伤特性以及提高其激光损伤阈值的方法进行了论述。结果发现, 利用PVD法制备的DLC膜的硬度可以达到40 GPa~80 GPa, 且薄膜的残余应力可以达到0.9 GPa~2.2 GPa之间, 而CVD法则由于反应气体的充入导致类DLC薄膜的沉积速率大大降低, 故使用率不高。同时, 优化膜系的电场强度设计, 采用合理的制备工艺, 进行激光辐照后处理, 施加外界电场干预均可有效地提高DLC薄膜的抗激光损伤能力, 且目前的DLC薄膜的激光损伤阈值可达到2.4 J/cm2。