针对工业检测中对表面缺陷的高精度检测和定位需求,提出了一种缺陷特征重建方法。通过在基于双目光栅投影的三维重构系统上附加纹理相机,实现对于重构点云模型的纹理映射,并结合纹理相机图像中提取到的特征区域,完成表面特征的三维重构。针对待测物体需要进行多视角重建的情况,引入精密转台,利用旋转轴标定方法获取不同旋转位置下纹理图像与点云数据的映射关系,并利用基于距离判据的判断方法实现了对遮挡部分点云的剔除。采用四象限临近点搜索和基于距离加权平均的线性插值方法对纹理图像中像素坐标进行三维测量。实验完成了对于图像中标注缺陷轮廓内像素点的重建,实现了对于表面特征的精确尺寸计算和定位,通过对重建的缺陷尺寸和位置进行计算并与影像测量仪测得结果进行对比,可得本文方案对缺陷三维尺寸和位置的测量误差不超过0.2 mm,且能更准确地计算缺陷面积。

咖啡酸（CA）是一种具有很高的医学价值的药物成分, 在抗菌抗病毒方面应用广泛, 尤其是咖啡酸及其衍生物在抗肿瘤方面有着巨大作用, 现在对咖啡酸的相关研究越来越多, 但大部分都是关于咖啡酸医学性质的研究, 所以对咖啡酸分子的微观结构研究是非常有必要的。 目前关于CA在Ag表面上的表面增强拉曼散射（SERS）光谱的理论与实验结合的研究尚未见报道, 而对其振动光谱及表面增强机理的研究可以为咖啡酸的各种药学机理的研究提供一种科学的物理解释, 所以有必要将密度泛函理论（DFT）方法与表面增强拉曼散射技术相结合, 对咖啡酸在Ag纳米颗粒上的吸附性质及表面增强机理进行全面的研究, 这对推进它们在医药学等领域的相关研究有着重要的参考价值。 采用SERS与DFT技术对CA分子在Ag纳米颗粒表面上的表面增强拉曼光谱进行了研究。 在实验方面, 利用热还原反应原理, 使用柠檬酸三钠和硝酸银在加热搅拌情况下制备Ag纳米颗粒, 并使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪测量了CA分子的常规拉曼散射（NRS）光谱及其表面增强拉曼散射（SERS）光谱。 在理论计算方面, 采用DFT的B3LYP方法, 以6-31+G**和LANL2DZ分别作为C, H, O和Ag的计算基组来优化咖啡酸的分子构型, 羟基与Ag4的吸附构型, 羧基与Ag4的吸附构型, 羟基与羧基共同与Ag4吸附的构型, 并以此为基础分析计算了CA分子的NRS光谱以及三种可能吸附模型的SERS光谱, 并结合实验结果进行比较。 同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。 根据实验数据和理论结果分析, 在452 cm-1处的谱峰归属为环面外弯曲振动和O—H面外弯曲振动的耦合, 这说明CA分子上的酚羟基是与Ag纳米颗粒表面作用的, 不过相互作用较弱, 推测CA分子平面可能与Ag基底表面不垂直; 出现在1 338 cm-1处的谱峰归属于COO—伸缩振动, 则可以说明CA分子上的羧基可能与Ag纳米颗粒垂直吸附。 结果表明, CA分子是以羧基和酚羟基为吸附位吸附在Ag纳米颗粒表面上的。 同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。 该工作对推进咖啡酸在生物医药等领域进一步的应用将起到重要作用。

波形采样机载激光雷达具备多层目标探测及高精度三维测绘能力，是今后激光雷达技术的发展趋势。基于条纹原理的阵列探测体制激光成像雷达由于具备全波形回波数据采样能力及高集成度等特点，在激光测绘及探测中具有广阔的应用前景。介绍了一种基于条纹原理的全波形采样面阵探测体制的新型激光雷达系统，提取了新型激光雷达机载飞行实验回波信号中的噪声，获得了新型激光雷达回波噪声统计规律，通过与目标总体回波信号统计特性的对比，提出了新型波形采样激光雷达回波信号去噪方法。

基于条纹原理的阵列探测体制激光成像雷达由于其独特的技术优势在激光测绘中具有潜在的应用。介绍了“扫帚”扫描结合条纹原理阵列探测体制激光雷达的仿真及飞行实验研究结果。首先介绍新体制激光雷达仿真平台的建立及典型的仿真结果。利用该仿真平台可指导新体制激光雷达的设计, 并对机载飞行实验参数的设定进行成像效果仿真, 仿真的距离测量精度为0.5 m。最后开展了新体制激光雷达机载飞行实验, 给出了典型地区的原始条纹图像及经过数据处理后的点云图。新体制激光雷达外场实验结果的测距精度优于1 m, 机载飞行实验测距精度结果与仿真分析结果一致, 验证了该仿真系统的正确性。通过与实际被动光学相机成像图像进行比较, 验证了新体制激光雷达在航空测绘等方面的技术可行性。

分别利用脉宽在40 fs和5 ns的飞秒及纳秒激光脉冲加工了钎焊在不锈钢底板上的金刚石阵列。通过测量加工区域面积和入射激光功率的关系推断出了飞秒和纳秒激光脉冲加工金刚石材料的阈值。实验结果表明，相比于纳秒激光加工，利用飞秒激光加工金刚石的阈值更低。也利用显微镜比较了利用不同种类光源加工金刚石后加工区域的形貌。研究结果证明了利用飞秒激光加工金刚石相比于纳秒激光更为有效。