针对现有的基于CNN的方法存在特征信息丢失、杂波信息干扰严重、忽略了不同尺度特征之间的相关性、需要大量训练样本等问题, 提出了一种基于孪生特征引导多尺度网络(SFGMSN)的坦克检测方法。在SFGMSN方法中, 设计一种改进的Inception模块, 提取坦克目标图像的多尺度特征, 并进行特征融合, 更好地恢复了坦克目标的精细分段信息; 为了提高目标区域的特征感知能力和抑制背景干扰, 设计了一种局部通道注意机制(LCA-M), 得到更加精准的检测结果; 最后, 利用元学习器检测坦克目标。SFGMSN方法充分利用多尺度卷积、空洞卷积、孪生网络、局部通道注意机制和元学习器的优势, 能够解决传统CNN模型过度依赖大量训练样本以及在小样本条件下可能出现的准确率低和泛化性差的问题。在坦克图像数据库中进行实验, 结果表明, 所提方法具有较好的检测效果, 平均检测精度为90.12%, 可实现复杂场景下坦克检测, 对低分辨率坦克图像具有很好的鲁棒性。

**目标分类是一个重要的研究方向。在复杂背景下不同的**目标的相似度较高, 使得基于传统视觉特征的**目标的分类精度不高。提出一种基于改进典型相关分析的局部二值模式(LBP)和分层梯度方向直方图相结合的**目标分类方法。首先提取**目标的LBP和PHOG特征; 然后利用改进的典型相关分析将LBP与PHOG特征相融合; 最后利用K-最近邻分类器对图像进行分类。该方法的优点在于LBP与PHOG相融合的特征有比较好的分类能力和鲁棒性。在**目标数据集上的分类结果表明, 该方法是有效可行的。该方法为**目标识别系统提供了技术参考。

为了解决遥感图像融合方法在信息融合过程中因忽视了图像中的显著内容而导致融合图像的空间特征不理想的问题, 提出了二代Curvelet变换耦合显著内容判定机制的遥感图像融合算法。借助HSV变换, 计算多光谱(MS)图像的明度(V)分量; 再采用二代Curelet变换对全色图像以及V分量进行计算, 输出二者对应的频域子带。采用图像的幅度谱特征, 计算出图像的显著信息, 通过对图像进行分块, 以分块图像的显著信息为依据, 建立显著内容判定机制, 根据分块图像的显著值, 采用不同的方法来融合低频子带。最后, 利用图像的梯度值, 构造细节测度因子, 以计算出图像的细节信息, 实现高频系数的融合。实验结果显示, 相对于已有的遥感融合方案而言, 所提算法的融合图像拥有更好的光谱等特征, 呈现出更高的标准差和相关系数值。

大尺寸反射式光栅是提高天文光谱仪分辨率和啁啾脉冲放大系统输出能量的核心元件。随着天文和激光核聚变技术的发展, 大尺寸反射式光栅的研制已成为国内外学者研究的热点。相较于单块大尺寸反射式光栅的研制, 拼接法以其难度系数低、制作成本低和待拼接的小光栅易制作、质量高等优点成为了制作大尺寸反射式光栅的主要方法。本文介绍了大尺寸反射式光栅拼接技术的基本原理, 详细综述了光栅拼接技术的研究进展, 包括光栅拼接误差检测理论、光栅拼接误差分离、拼接光栅波前相位校正、光栅拼接误差维数的削减和光栅拼接装置, 最后总结了光栅拼接技术的优缺点并指出了其未来的发展方向。

为了探究激光焊接真空平板玻璃封接层气孔的产生机理, 利用扫描电镜、自带能谱仪、X射线衍射仪和金相显微镜等手段, 进行了真空平板玻璃激光侧边封接试验, 研究了激光功率和焊接速率对封接层气孔的影响, 分析气孔产生的原因。结果表明,真空平板玻璃封接层出现了数量较多、大小不一、相互不连通的孤立气孔, 位于颗粒的交界处, 主要是由焊料颗粒间的残余空气引起的;在焊接速率为2mm/s和离焦量为-2mm的条件下, 过低或过高的激光功率都不利于减少封接层的气孔缺陷, 激光功率为80W（能量密度为80J/mm2）时, 封接层组织形貌好, 封接层封接质量佳;在激光功率为80W和离焦量为-2mm的条件下, 较低的焊接速率将有利于减少封接层的气孔缺陷, 焊接速率为1mm/s（能量密度为160J/mm2）时, 封接层组织形貌好, 封接层封接质量佳。此研究可为真空平板玻璃的激光封接制造提供理论依据。

凹面衍射光栅兼具色散分光与光束聚焦功能, 同时具有像差校正、 低杂散光、 无鬼线和高信噪比等优势而受到光谱仪器领域的广泛关注。 衍射效率作为凹面光栅最重要的技术指标之一, 其测量技术水平逐渐成为光谱仪器行业最为关注的课题之一。 传统方法一般采用双单色仪结构实现凹面光栅衍射效率的测量, 该方法主要存在两方面问题, 一是测量标准反射镜和待测光栅的出射光谱带宽不同, 二是光栅叠级、 杂散光的影响; 上述问题的存在降低了高性能凹面光栅衍射效率测量的准确性。 本文提出了一种基于傅里叶光学原理测量凹面光栅衍射效率的新方法; 针对该方法建立了凹面光栅衍射效率测量的数学模型, 并采用光学追迹和傅里叶光学方法相结合对其进行了仿真分析, 从而验证了该方法的正确性; 针对动镜横移误差、 倾斜误差、 光源稳定性、 动镜运动距离误差等因素影响凹面光栅衍射效率测量精度的问题, 提出引入辅助探测器的方法来进一步提高衍射效率测量精度, 并对有无辅助探测器情况下的上述误差对衍射效率的影响进行了数学推导和仿真分析, 分析结果表明引入辅助探测器可以有效抑制了上述误差对凹面光栅衍射效率测量的影响。 对比传统双单色仪测量方法而言, 该方法不仅能够解决传统测量方法存在的问题, 同时还具有多波长同时测量、 高光通量、 高分辨率、 高波数精度等优势, 可以有效提高凹面光栅衍射效率的测量精度和测量效率。

罗兰光栅作为罗兰光栅光谱仪的核心分光元件对整个仪器至关重要, 罗兰光栅在制造和使用过程中主要存在刻线误差、光栅的曲率半径误差和定位误差。采用光线追迹的办法分析罗兰光栅的各种误差对罗兰光栅光谱仪接收能量的影响。结果表明: 曲率半径误差对Ⅳ型罗兰光栅光谱仪影响较小, 刻线误差必须控制在-0.2~0.15l/mm刻线以内, x方向定位误差严格控制在-0.055~0.025mm之间, y方向定位误差控制在-0.03~0.015mm之间, 罗兰光栅光谱仪对光栅绕z轴旋转误差最为敏感, 控制在10-3度量级。通过对罗兰光栅误差的分析, 为罗兰光栅光谱仪的高效利用和研制奠定了基础。

复制拼接是天文领域目前制作大面积平面衍射光栅的重要方法之一。光栅复制拼接需要相应的拼接系统，从成本控制和光栅研制周期角度考虑，一套常规拼接系统应适用于不同参数光栅及不同检测波长的拼接，并且系统拼接精度必须满足光栅拼接要求。根据夫琅禾费远场衍射原理，建立双光栅拼接系统的五维误差理论模型，分析了入射光波长、衍射级次、光栅常数、入射角等参数改变时的拼接误差及其变化趋势，并根据实际拼接需求给出了上述参数的变化范围。计算得到了当光栅参数及检测条件变化时能够满足使用要求的拼接误差精度指标。所得出的拼接误差变化趋势及拼接精度指标对于设计复制光栅拼接系统具有指导意义。

衍射波前质量是刻划光栅的重要性能指标之一，对于机械刻划光栅，刻划机的刻线定位精度直接影响光栅的波前质量。建立了刻划机固有存在的刻线位置和转角误差与光栅衍射波前误差间的数学关系，分析了各误差对衍射波前质量的影响。针对该误差设计了一种基于双频激光干涉测量的刻划机刻线位置和转角误差测量的光路，并提出了一种主动控制技术，即采用单压触动器校正刻线位置和转角误差的方法。根据该校正方法设计了刻划机的双层光栅承载工作台结构，并进行了尺寸为80 mm×60 mm、刻线密度为194 line/mm 的光栅刻划实验。实验结果表明，刻划光栅的衍射波前误差由0.23λ 降低至0.093λ (λ = 632.8 nm) ，并且原子力显微镜测试光栅刻槽质量符合理论设计要求。

通过引入介电常数与吸收常数随膜层厚度非均匀变化函数来计算非理想调制轮廓体全息光栅的衍射效率，分析其衍射特性。根据Kamiya严格的分层计算方法，推导出了非均匀混合调制轮廓等非理想情况下的二阶耦合微分方程，据此考察了吸收常数及其调制度变化时光栅各级次衍射光的衍射特性，分析了衰减系数及相位振幅光栅异相等因素对光栅角度选择性的影响，给出光栅衍射效率对几何分层的响应程度。通过与Kogelnik和Sabol的计算方法对比，进一步论证了严格算法的准确性。结果表明，光栅衍射效率峰值随吸收常数、衰减系数及相位振幅光栅之间相位差的变化而变化；吸收调制度会小幅度增加效率峰值，但因吸收常数的存在，整体效率不高；分层数对光栅角度选择性和角谱宽度影响较小，分层数与衍射效率的收敛性表明取20层较好。该工作对非理想调制轮廓的体全息光栅衍射效率计算及其特性分析具有一定的参考价值。