科研实践课程是提升本科生科研参与度的重要途径，课程的选题、设计与实施都是影响科研训练效果的关键因素。该文基于认知过程维度重新梳理层次化的科研实践训练体系，为本科生科研实践课程建设提供系统、科学的指导。立足于科研兴趣与科研自信的培育，从实践项目的选取、科研项目的融入方式以及实践平台的配套三方面阐明建设科研实践课程的基本思路。以“行人惯导定位”科研课题为例，将复杂的科研项目转变为学生“想做”且“能做”的科研实践课程，并配套由易到难、层层递进的实践教学方案，为进一步落实层次化的科研训练体系提供保障性支撑，对新形势下的本科创新人才培养具有重要意义。

针对数字化装备构建需求，以天基数字成像系统为研究对象，提出成像链路数理模型构建方法。建立相机、目标光学观测可见性模型和目标几何与光学特性模型，并通过路径追踪全局光照算法及光线重要性采样方法构建成像辐射传输模型，经过光电能量转换及成像调制模型输出空间目标数字成像结果。基于成像平台和空间目标的轨道参数，对比 Satellite tool kit (STK) 二体轨道模型15 d内的可见性仿真结果，验证了提出的可见性模型的正确性。在时间间隔3 s，距离70~200 km的条件下，对姿态对地定向目标进行成像仿真，结果表明，该成像链路数理模型可以有效生成在满足轨道监测条件下的目标序列图像，同时文中模型对天基装备数字系统建设也具有一定参考价值。

建立了事件相机空间目标探测灵敏度模型，分析了影响事件相机观测灵敏度的影响因素，得到了可观测极限星等与阈值的线性关系，并通过望远镜进行了外场观星实验。结果表明事件相机可以进行空间目标探测，同时验证了空间目标探测灵敏度模型的准确性。进一步明确了阈值对事件相机空间目标探测的影响，为基于事件相机的空间目标观测及其他相关研究提供了理论基础。

伪火花开关是脉冲功率领域关键器件之一，具有脉冲电流大、电压范围宽、寿命长及可靠性高等优点。针对整机系统小型化发展的需要，开展新型小体积伪火花开关研制，创新性地将触发针引入空心阴极内部，实现辉光放电电子源注入，该设计减小伪火花开关的体积，并通过制管及实验验证设计合理性。测试结果表明，该产品的阳极工作电压范围为0.5～10 kV，最大阳极脉冲电流40 kA；在36 kA脉冲电流情况下，工作2万余次并未发现性能下降；该样品已通过高温、低温、温循、振动等可靠性试验考核。

生物组织内部结构复杂且具有较强的散射特性, 而光作为生物组织检测的重要信息载体, 其自身特性包括颜色、 幅值、 偏振等都对信息获取有较大的影响。 结合偏振成像, 对生物组织多光谱偏振特性展开了研究, 依据不同微粒尺寸的分布建立了均匀单层生物组织模型, 结合瑞利和米氏散射理论模拟了基于单个微粒的两种散射事件。 瑞利散射具有较好的前向后向散射对称性, 米氏散射具有强前向散射特性, 两种散射模型都与尺寸参数有着密切的关系, 而尺寸参数是一个无因次量, 取决于入射波长和散射微粒的尺寸, 在生物组织中多以米氏散射为研究模型。 使用蒙特卡罗(Monte Carlo MC)方法对400~1 000 nm波段范围内的偏振光在生物组织中的传输特性进行了仿真, 模拟了四种典型偏振态(水平线偏振光、 垂直线偏振光、 45°线偏振光和右旋圆偏振光)在组织中传播时后向散射光偏振态变化与波长的关系, 并进行了实验验证, 实验光源选用白色LED灯, 利用450, 525, 550, 590, 610, 650和690 nm滤光片滤光, 由彩色相机记录手掌的偏振图像, 其中偏振图像由两组线偏振片和右旋圆偏振片分别作为起偏和检偏器产生。 仿真和实验结果均表明, 随着波长增加线偏振光经皮肤组织后向散射出射光的偏振度整体呈上升趋势, 圆偏振光呈下降趋势, 但圆偏振光的偏振度整体上高于线偏振光, 这揭示了在生物组织中相同波长的圆偏振光比线偏振光具有更好的偏振保持性, 更适合用于探测生物组织的生理信息。 相关研究结果明确了圆偏振光和线偏振光在生物组织中传输时的多光谱特性, 可为多光谱偏振生理信息获取提供一定的理论支持。

稀土配合物独特的光物理性质决定其在发光器件、荧光探针等领域具有重要应用前景，因而受到广泛关注。本文总结了光功能稀土配合物研究的相关研究进展，梳理了相关的稀土配合物的光物理性质和发光机理理论，重点总结了近年来稀土配合物在有机电致发光器件、荧光探针等领域的研究进展，并对其未来的应用和研究进行了展望。