X射线荧光CT（XFCT）是X射线CT与X射线荧光分析相结合的新型成像方式，可用于探测被修饰后的纳米金颗粒在肿瘤内部的分布及质量分数，在早期癌症诊疗方面具有较好的应用潜力。如何抑制XFCT成像的康普顿散射噪声是当前的热点问题。本文基于深度学习方法，通过卷积神经网络学习图像中的噪声分布规律，从而抑制噪声。基于此，提出了一种基于噪声水平估计和卷积神经网络的XFCT去噪网络（NeCNN）算法，该算法运用噪声估计子网络及去噪主网络进行去噪。估计子网络通过去噪卷积神经网络（DnCNN）估计噪声水平并初步降噪，随后将估计结果输入去噪主网络——全卷积神经网络（FCN）用于学习康普顿散射的分布规律，同时为兼顾局部与全局最优解采用均方误差（MSE）及结构相似度（SSIM）作为损失函数。数据集通过Geant4软件模拟扫描填充各种金属纳米颗粒（Au、Bi、Ru、Gd）的空气模体及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模体来获取，且设置不同入射X射线的强度，以此模拟不同噪声水平，增强模型泛化能力。实验结果表明，与三维块匹配滤波（BM3D）及DnCNN算法相比，NeCNN算法的去噪结果最优，其SSIM为0.95066，峰值信噪比（PSNR）为29.01558，图像质量提高最为显著。

基于23×23阵列GAGG（Ce）探测器以及行/列读出电路设计并研制了适用于核退役场景的康普顿相机系统，探测器由阵列式掺铈钆铝镓石榴石［GAGG（Ce））耦合硅光电倍增管（Si-PM）而成；开发了基于GPU加速的SOE（subset-driven origin ensemble iteration）算法，用于加速重建过程。完成研制后，评估了探测器及系统性能：探测器性能方面，所研制相机的能量分辨率为6%±0.6%@662 keV（半峰全宽），位置分辨率为2.2 mm，探测器能量线性度良好（线性拟合优度R²=0.991）；成像性能方面，对于活度为1.11×10⁷ Bq的¹³⁷Cs点源，将其放置在成像系统正前方3.4 m处的初步成像时间仅需20 s，成像系统角分辨率为7°@JND（just noticeable difference）。最后针对应用场景进行了模拟，结果表明：本文研制的康普顿相机可在π视场范围内同时对多个放射源进行成像定位，可用于核退役放射性测量过程，减少作业人员受照剂量。

利用Ag、Ce原子对锐钛矿相TiO2进行了替位掺杂，构建了Ag、Ce单掺杂及Ag-Ce共掺杂的锐钛矿相TiO2体系，并采用第一性原理计算研究了掺杂体系的电子结构及光学吸收特性。结果表明：Ag-Ce共掺杂后,Ag-4d和O-2p电子轨道的共同作用引入了有利于电子跃迁的浅杂质能级；Ag-4d和Ce-4f电子轨道的强相互作用使得禁带宽度减小，吸收光谱发生红移；Ce离子的引入有效地降低了杂质体系中电子-空穴对的复合速率，提高了体系的量子效率。因此，Ag-Ce共掺杂TiO2既扩展了吸收光谱范围又提高了TiO2的量子效率，使TiO2的光催化性能得到了提高。

利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法, 研究了铁(Fe)、硫(S)单掺杂及Fe-S共掺杂氧化锌(ZnO)体系的能带结构, 并对态密度和光学性质进行了对比分析。结果表明: 掺杂后晶格发生畸变; S原子掺杂减小了ZnO的能带间隙, Fe掺杂和Fe-S共掺杂后的ZnO引入了杂质能级, 使得ZnO体系对可见光和紫外光区域的光子能量吸收大幅增加, 扩展了光谱响应范围, 提高了ZnO的光催化性能。而在Fe-S共掺杂ZnO体系中发现, Fe、S原子相互影响较大, 致使禁带中的杂质能级有所减少, 吸收系数介于Fe、S单掺杂ZnO体系之间。

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算了Ce，S单掺杂及Ce/S共掺杂锐钛矿型二氧化钛(TiO2)的能带结构、态密度和光学性质。结果表明：掺杂后晶格常数均变大，禁带宽度均减小，其中Ce/S共掺杂后由于S-3p电子轨道和Ce-4f电子轨道的共同作用引入了杂质能级，使得禁带宽度最小，吸收光谱发生红移；此外，Ce具有Ce4+和Ce3+两种可变价态，具有良好的电子迁移性质，阻止了电子和空穴之间的复合，预测了Ce/S共掺杂可提高TiO2的光催化性能。

提出了一种基于灭点理论的目标姿态角单站测量方法,利用单台光测设备的参数信息和目标在图像上的灭点位置计算目标特征直线的方向,从而获得目标的姿态信息.同时给出了灭点精度评价指标,可作为姿态测量精度的评价标准和加权融合时的权重因子.通过模拟实验和实物实验验证了方法的可行性和准确性.该方法与中轴线法测量偏差均值为0.2°,表明所给出的方法对类柱状目标的姿态测量具有精度高、易于实现的特点.