碳化硅陶瓷具有力学和热学综合性能优势，已广泛应用于光学/精密结构构件的制造。综述了应用于天/地基先进光电系统领域的碳化硅陶瓷制备技术国内外现状，对比分析了常压烧结、反应烧结、气相转化/沉积三种已获得工程化应用的致密化技术，以及预制体成型技术和材料性能调控方法；介绍了碳化硅陶瓷的增材制造技术，及其应用于光学/精密结构构件制备的进展；总结了超大口径、超高复杂度碳化硅陶瓷的连接技术。阐述了不同应用场景对碳化硅陶瓷的性能需求及其面临的挑战，展望了碳化硅陶瓷制备技术的发展趋势。

基于空间扫描或波长扫描的传统光谱成像设备体积庞大，无法获取动态的光谱信息。利用超表面可以实现丰富的光谱调制函数，结合计算重建和空分复用方法可以实现高光谱分辨率和空间分辨率的实时光谱成像芯片。本文介绍了超表面光谱成像的基本原理，分别阐述了基于规则形状和自由形状的超表面光谱成像芯片的设计方法与性能指标，以及基于神经网络的光谱图像快速重建算法，简述了超表面光谱成像芯片在活体大鼠脑光谱成像、人脸防伪识别、自动驾驶等领域的应用，最后讨论和展望了超表面光谱成像芯片未来的发展趋势和应用前景。

为了抑制全局直方图均衡产生的灰度饱和和局部细节丢失的情况，提出了一种双直方图均衡算法。首先对图像的背景和前景进行分割，提出基于直方图的局部最小值和修正的 K-Means聚类算法来确定图像的理想分割阈值，然后再对分割的子图分别作全局直方图均衡(Global Histogram Equalization， GHE)。对该算法进行了实验验证，结果表明，相较于 GHE算法，经该算法增强后的图像峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio，PSNR)提高约 16.425%，结构相似度(Structural Similarity Index，SSIM)提高约 14.85%。同时通过主观分析，基于直方图局部最小值和修正的 K-Means聚类算法的图像分割进行双直方图均衡可以有效抑制 GHE算法产生的灰度饱和和细节丢失现象。

PCB因其基板内部结构的复杂性以及元器件种类众多且分布无规律性导致有限元模型建立困难, 为此本文针对某车载热像仪主处理板上元器件的分布及结构特点, 提出了一种基于自由模态试验数据的 PCB板动态性能等效建模的方法。该方法对基板采用其原几何尺寸建立, 对元器件的处理方式根据其物理属性以及在基板上分布特点按不同方法处理, 最终需保持等效模型的质量与实际相等, 并利用了自由模态试验数据以及最小二乘法推导出了基板的等效刚度以及泊松比的计算方法。通过正弦扫频试验获取主处理板的响应曲线, 利用半功率带宽法计算前两阶响应对应的阻尼比, 将阻尼比有限元分析软件中, 获得等效模型数值计算的响应曲线, 与试验的响应曲线对比, 结果表明该等效建模方法满足实际工程需求, 为类似产品的等效建模提供了可借鉴的思路。

为了研究高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料的热损伤规律, 采用COMSOL软件对多层结构的碳纤维/环氧树脂复合材料的热应力进行模拟计算, 取得了不同功率密度激光辐照复合材料的瞬态温度场与应力场的时空分布及变化规律。测量得到不同功率密度的激光作用碳纤维/环氧树脂后的损伤面积和损伤形貌, 与数值模拟结果的趋势吻合。结果表明, 靶材表面辐照中心点温度在872K时出现温度平台, 即相变潜热期与逆相变潜热期, 并随着激光功率密度变化; 激光辐照靶材对上表面碳纤维产生了极大的轴向压应力, 功率密度为293W/cm2时, 压应力差值约为1.87MPa; 功率密度为3453W/cm2时,压应力差值约为1.42MPa。这一结果对高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料的热损伤研究提供了理论基础。

微纳结构的物理机理和独特的光电特性为探索新型光电子芯片提供了可能。回顾了本研究组在微纳结构光电子芯片领域的研究成果。总结了各种微纳结构中光与物质相互作用的机理,介绍了具有自由电子辐射、实时光谱成像、声子传感、光轨道角动量辐射、光量子态产生及操控等功能的光电子芯片。

传统鬼成像利用两路光的位置-位置或动量-动量关联特性实现。当光束沿单模光纤传输时,这些关联特性是无法保持的,因此传统鬼成像无法通过单模光纤长距离传输实现。在自发非线性参量过程产生的信号光子和闲频光子之间,以及在热光分束后形成的两束光之间存在频率关联特性,这种关联特性可以在光纤传输过程中稳定保持,基于此可以实现长距离光纤传送的时域鬼成像。这些工作拓展了鬼成像的实现方法,为大地理尺度下鬼成像的应用拓展了新思路。本文综述了基于频率关联的长距离光纤传输时域鬼成像的原理和实现方法,介绍了一种时域鬼成像的典型应用——量子安全鬼成像,最后对时域鬼成像的前景进行了展望。