近年来,多孔石墨烯纳米材料以其独特的物理和化学性质以及在生物、材料、能源、信息等领域的巨大潜在应用,受到了全世界的广泛关注。然而,多孔石墨烯的合成通常采用高温处理或多步骤的化学合成方法,工艺复杂,且难以形成图案化结构。2014年,美国学者提出了激光诱导石墨烯技术,用以实现低成本的图案化多孔石墨烯结构。激光诱导石墨烯技术是一种在普通大气环境中使用激光器在碳前体材料上进行直接激光写入制备三维多孔石墨烯材料的技术。该技术将三维石墨烯的制备和图案化进行了结合,并且不需要传统的湿化学步骤,降低了生产成本。该技术自问世以来就激起了人们的研究兴趣,人们对激光诱导石墨烯的形成机制以及其在能源、传感、环境等领域的应用进行了探究。本文整理了激光诱导石墨烯的各种合成方案,包括激光诱导石墨烯的质量控制、表面特性以及电导率等性质的控制,以及将不同的碳前体转化为激光诱导石墨烯的方法。基于激光诱导石墨烯的特性,本文重点介绍了激光诱导石墨烯近年来在超级电容、传感器、自清洁过滤器、摩擦电纳米发电机以及太赫兹调制器件上的应用。最后,本文对基于激光诱导石墨烯的吸波材料以及超表面的发展前景进行了展望。

为了获取红外图像中的突出的目标特征，提取可见光图像中重要的细节信息，以及解决传统算法中目标信息不够突出，细节、纹理缺失严重的问题，本文提出了一种基于灰度能量差异性的红外与可见光图像融合方法。首先通过基于灰度能量差异性的显著目标提取算法检测出红外图像中的目标特征；然后采用非下采样轮廓波变换(non-subsampled contourlet transform，NSCT)对红外图像和可见光图像进行高低频的分解；将灰度能量差异图作为融合权重对红外图像和可见光图像的低频部分进行融合，对于高频部分采用加权方差的规则进行融合；最后对融合后的高频系数和低频系数进行 NSCT逆变换得到最终的融合图像。本文选取了 3组经典的红外与可见光图像进行融合实验，并且通过主观视觉和客观指标两个方面与其他几种方法作比较。实验结果证明了算法在突出目标信息、提高对比度、清晰度和保留纹理细节方面十分有效。

多点定标法校正精度较高，但需要选择合理的标定点才能达到理论的校正效果。本文提出了一种用于选择多点法标定点的算法。算法将残差作为选择标定点的判定条件，自适应地在焦平面响应曲线上确定标定点。探测器采集的原始图像经本文算法校正后图像的响应率不均匀性为0.31%，与传统的均匀分段多点法相比减少了约31%，多点法的校正精度得到了明显提高。

为抑制谐振陀螺的偏振波动噪声,提出了一体化谐振式光纤陀螺设计方案。基于特殊设计的光子晶体光纤和单偏振光纤研制了一种混合型光子晶体光纤谐振腔,该谐振腔同时具有较高的偏振消光比和良好的温度稳定性;为减小谐振腔损耗,优化了光子晶体光纤的模场直径,使其与单偏振光纤相一致,因此二者熔接损耗可被控制在0.1 dB以内,进而得到谐振腔精细度为13.2;基于该谐振腔搭建了双闭环谐振陀螺系统。测试结果表明:双闭环谐振陀螺系统具有较小的偏振波动误差特性,在300 s积分时间内陀螺输出白噪声占主导地位,零偏稳定性达到0.25 (°)·h -1;在测量范围为-240~240 (°)·s -1时,双闭环谐振陀螺系统的陀螺标度因数非线性度为2.3×10 -4,性能较单闭环陀螺系统有明显提升。

针对红外和可见光图像融合算法中存在背景模糊和目标不清晰等问题，提出一种基于目标增强的红外与可见光图像融合算法。首先，利用均值滤波的方法获得透射率的粗估计，通过图像统计信息实现粗透射率的细化，依据大气散射模型实现红外图像的目标增强；然后，对目标增强的红外图像和可见光图像采用改进的Prewitt 算子进行边缘检测，并将检测结果二值化，对边缘部分采用基于二值信息的融合规则，对非边缘部分采用比值加权分析的融合规则。实验结果表明，采用基于目标增强的图像融合算法不仅能凸显红外图像的目标信息，还能尽可能多的保留可见光图像丰富的细节信息，具有更好的视觉效果和更高的客观质量评价指标。

基于视频图像的运动目标检测，是根据目标的像素特征来判别出相对于背景运动的目标，当图像背景动态变化时，将难以区分背景和运动目标的像素特征，易造成检测错误。复杂背景下的运动目标检测是一大难点，目前主流的运动目标检测算法在背景灰暗、水面波动、气流颤动等复杂背景干扰下，难以准确地检测出运动目标。针对上述问题，提出一种自适应复杂背景干扰的运动目标检测算法，采用新的前景判断和背景模型更新方法，同时设计了一种创新型自适应阈值更新方法，当视频背景变化时，自动更新阈值。该算法增强了对复杂背景、镜头抖动的抗干扰能力，通过各种视频测试，背景点检测正确率达到0.9958，前景点检测正确率达到0.8012，极大提高了前景检测率，而且该算法满足高实时性要求，对复杂背景下的运动目标检测有显著效果。

通过视觉匹配实验获得显示器(CRT)与打印体之间相同与不同色温下一组对应色数据，采用偏差分析了实验数据的可靠性，利用实验数据与已有的跨媒体对应色数据对Von Kries,CMCCAT2000和CAT02三种典型色适应变换和CIECAM02色貌模型的表现进行了评价和比较。结果表明，Von Kries与CMCCAT2000色适应模型表现相同，CMCCAT2000色适应变换模型的表现好于CIECAM02色貌模型，CIECAM02色貌模型的表现要好于CAT02色适应变换模型。结果与三种色适应变换和CIECAM02色貌模型在同种媒介中的表现不一致，这与模型改进过程中选择的数据以同种媒介对应色数据居多有关，而实验获得的对应色数据和对色适应评价结果将为跨媒体颜色再现中色适应模型及色貌模型的改进提供依据。