条纹投影轮廓术广泛应用于重建物体表面三维形貌。但当测量彩色高反光表面物体时，受环境光照及投影条纹反射的影响，存在相机所采集图像像素过饱和，进而无法测量高反光区域表面三维数据的难题。为解决此问题，本文利用物体表面对不同颜色光反射特性的差异，提出了一种根据被测彩色物体表面色彩分布的自适应编码高反光表面条纹投影轮廓术。该方法通过向高反光区域投射与表面颜色互为补色的颜色光，利用物体对互补色光的高吸收、低反射现象，抑制表面高光的形成，从而实现高反光彩色物体的三维形貌测量。实验结果表明，与多重曝光方法相比，利用单幅自适应颜色编码能够替代多次曝光时间设置下的条纹投影重建，有效降低了投影图像的数量，提高了测量效率。

激光共聚焦同步双扫描(simultaneous, SIM)技术在常规扫描单元的基础上, 引入一个同步扫描单元(SIM scanner), 该技术独立控制了两个激光束, 一个用于激光光刺激, 另一个用于同步成像。本实验中, 采用激光共聚焦同步双扫描系统的405 nm和488 nm激光分别对细胞的特定部位进行刺激和同步成像, 实时检测了LC3复合物的形成, 记录并分析了乙酰化前后LC3的光动力学变化过程, 证实了LC3的脱乙酰化修饰是自噬性降解所必须的, 本实验体系为激光共聚焦双扫描技术的推广提供了一个很好的平台。SIM技术的应用, 解决了刺激过程无法成像的问题, 为漂白后荧光恢复(fluorescence recovery after photobleaching, FRAP)、漂白后荧光损失(fluorescence loss in photobleaching, FLIP)和光诱导激活等研究提供了最佳的解决方案, 可作为光刺激的一种实验模式在很多实验设计中进行延伸应用。

双光子激发荧光显微是一种非线性光学显微技术, 它结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术, 具有高时空分辨率、高信噪比和固有的三维层析分辨能力等优点。介绍了双光子显微镜的软硬件组成和技术参数, 样品制备方法, 双光子图像采集的常用操作规程, 日常维护和仪器管理等方面。旨在为双光子仪器的使用者与管理者提供参考, 使之更好地服务于教学与科研。

利用正置双光子显微镜系统和荧光探针标记技术, 观察脑内Ca2+分布, 建立测量活体动物脑内Ca2+动态变化的实验方法。制作活体动物颅骨开窗样本, 脑内负载Ca2+标记物Oregon Green 488 BAPTA-1和星型胶质细胞标记物Sulforhodamine 101, 利用双光子显微镜分别检测神经元和星型胶质细胞内Ca2+分布和动作电位引起的Ca2+瞬变。结果显示双光子显微镜可探测到脑内250 μm处荧光信号, 图像清晰且信噪比高, 并能实时检测神经元和星型胶质细胞内Ca2+信号的动态变化。活体脑内Ca2+检测技术平台的建立为基础研究和医药应用提供了在体实验依据。

火控观瞄系统的仿真是以飞行模拟器中相对应的火控仿真系统为核心的训练功能，研究在火控观瞄仿真中多目标的定位和跟踪算法。算法以目标和本机的三维空间计算为基础，通过对动态数据的误差分析，利用支持向量回归的机器学习算法对目标跟踪和预测。算法目前已被应用于实时训练，解决了目标定位和跟踪仿真的实际攻击训练难题。

航路实时显示是航空电子综合显示控制系统的一项重要功能。本文提出的航路实时显示算法，对越过显示屏幕边界的航路进行裁剪处理，解决了对越界航路进行显示引起的航路显示混乱问题，提高了航路动态显示的实时性、稳定性和连续性。