针对现有亚波长抗反射光栅结构参数对加工工艺要求较高且难以制备等问题, 设计了一种方柱形二维抗反射光栅结构。依据等效介质理论和薄膜增透理论对亚波长抗反射光栅结构参数进行仿真分析, 结果表明其透射率在远红外波段20~24 μm平均透射率能够达到98%, 中心波段21.8 μm处透射率达到99%。使用飞秒激光直写方式进行实验制备, 测得平均透射率达77%, 中心波段透射率达到77%, 与仿真结果相近。经实验验证, 所设计的亚波长光栅结构的工艺容差较现有光栅结构更好, 且对实验加工精度要求较低, 为其他类似光栅结构的设计和加工提供了新的思路。

回环检测是同时定位与制图(SLAM)中一个重要且具有挑战性的问题。目前多数研究集中在视觉位置识别上，即通过外观来识别是否位置重复。为此，提出一种基于全局描述符的环路激光SLAM检测算法。利用全局描述符来提高回环检测的效率，使用相似度评分来计算两个扫描上下文之间的距离，并利用两阶段搜索算法来有效地检测回环。在公开数据集KITTI上测试，对算法进行评价。该算法与现有的LeGO-LOAM算法相比，表现出了更好的效果。

球面光学元件由于其光学结构的影响, 采用机器视觉的方法对其表面疵病进行检测时, 无法将被测面都成像在一个像平面上并且在成像的过程中丢失了疵病的三维信息, 造成了检测的误差。为了解决这些问题, 提出了一种机器视觉与三维重构相结合的检测方法。首先, 根据球面光学元件的特性设计了图像采集平台, 以获得高质量的疵病图像。然后, 通过图像处理算法对疵病图像进行预处理与疵病识别。最后, 基于计算机视觉图像重构技术与球心投影技术, 对疵病图像进行三维重构。实验表明, 该方法提升了机器视觉对球面光学元件表面疵病检测的精度, 可达99%, 具有可行性和研究价值。

该文介绍了一种基于马赫-则德尔干涉仪(MZI）与二甲基硅油(DSO)相结合的高灵敏度光纤温度传感器。传感器由MZI及填充在其表面的DSO组成。MZI由单模光纤-锥形无芯光纤-单模光纤构成。填充DSO后，MZI的谐振峰向右有小的漂移。通过跟踪MZI谐振峰波长随温度的变化，对环境温度进行测量。经测试，传感器的温度灵敏度为-97.7 pm/℃，而未填充DSO的MZI温度灵敏度为-50.1 pm/℃，传感器灵敏度提高了约1.95倍。该传感器具有结构制作简单，造价低及灵敏度高等优点，具有一定的应用前景。

荧光玻璃(PiG)作为荧光转换材料广泛应用于发光二极管(LED)器件封装。然而, 使用单一折射率结构的荧光玻璃与封装材料和空气界面间的折射率跨度大, 光在界面间传递时会产生很大的损耗。另外, 荧光玻璃的烧结温度普遍较高, 会降低荧光粉的光转换效率。针对上述问题, 制备出梯度折射率结构且能够和黄色荧光粉折射率相匹配的无铅硼锌硅基质玻璃; 结合多层丝网印刷和低温烧结工艺, 制备得到梯度折射率结构的B2O3-ZnO-SiO2系荧光玻璃, 将其用于LED封装, 可提高LED器件的光学性能。

真空玻璃是具有优异保温、隔热、降噪性能的新型绿色建筑材料。本研究运用COMSOL Multiphysics 5.6软件建立了相关物理模型, 探究不同规格真空玻璃的性能差异及不同玻璃在节能建筑中的应用情况。结果表明: 500 mm×500 mm规格的真空玻璃的保温性能强于200 mm×200 mm及100 mm×100 mm规格的真空玻璃。随着真空玻璃规格的增大, 真空腔体积变大, 导致边缘密封层占整个真空玻璃表面面积百分比减小, 边缘密封层的传热对真空玻璃的传热影响减少, 真空玻璃的保温性能因而得到增强。节能建筑中使用真空玻璃替换普通平板玻璃和中空玻璃可以达到更好的节能效果。建筑物在冬季使用真空玻璃7 d时室内平均温度比使用平板玻璃高出3.91 K, 比中空玻璃高出2.25 K。

本文通过XRD、SEM、TG-DSC、耐腐蚀性、密度、硬度、断裂韧性等测试, 研究不同热处理制度和煤矸石掺量对微晶玻璃晶体结构、微观形貌、物化性能的影响。结果表明, 该体系煤矸石微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl2Si2O8), 随着热处理晶化温度的升高, 析出的主晶相数量变多, 尺寸变大, 但主晶相种类并未改变。当热处理制度为核化温度750 ℃保温1 h、晶化温度1 000 ℃保温1 h时, 主晶相晶体尺寸大小约300~400 nm。在优化热处理制度下, 当煤矸石掺量从44%(质量分数)增加到70%时, 4种不同煤矸石掺量微晶玻璃的物化性能相差不大。综合考虑煤矸石固废利用率和样品的物化性能指标, 煤矸石掺量为70%的样品综合性能最佳。本文设计的煤矸石微晶玻璃体系, 对煤矸石固废的包容性好, 消纳性强, 可实现煤矸石固废的大掺量高值化利用, 为解决煤矸石固废堆积、环境污染等问题提供了理论基础和实验依据。

单一红外波段的光学系统在无人机对地侦察时接收到目标信息量较少, 也易受环境的影响甚至无法探测到目标, 严重影响了侦察的效率。分析了多波段红外光学系统成像原理及设计方法, 最终选取反射式结构形式设计了一款焦距为50 mm、全视场为12°×10°的离轴三反红外光学系统, 该系统可用于短波红外成像、中波红外成像, 以及长波红外成像。各个波段各个视场下, 该系统的MTF值在奈奎斯特频率30 lp/mm处均接近或达到衍射极限, 其弥散斑RMS值小于探测器的像元尺寸, 各项指标均满足成像质量要求, 扩大了无人机载系统的探测波段范围, 提高了系统的侦察能力。

透射式光学系统中透镜中心偏误差的存在, 影响了光学系统的共轴性, 从而产生了偏心像差, 影响了成像质量。非球面透镜的应用可以减少光学系统的像差, 越来越被广泛使用。为了研究非球面透镜和球面透镜的中心偏误差带来的系统偏心像差的差异, 提出了一种最佳光轴拟合对光学系统中心偏误差分析的方法。结合塞德尔多项式, 利用Zemax软件对系统加入失调参量, 引出相同中心偏误差对球面和非球面系统像差影响的差异。研究结果表明, 非球面透镜的中心偏误差引起的光学系统像差较大。相较于球面透镜, 在非球面透镜的加工制造过程中, 要更加严格地控制其中心偏误差。

针对现有的红外偏振图像伪彩色技术只能对采集到的偏振图像进行标量的、非动态的显示, 研究了基于P、S偏振态图像的红外伪彩色信号处理。将P、S偏振态图像信息经过处理后映射到RGB颜色空间, 设计了以TMS320DM642芯片作为核心处理器的伪彩色处理系统硬件电路, 完成了伪彩色信号处理系统的软件设计与调试分析。该红外偏振图像处理系统通过采集被测物体表面反射的红外偏振特性, 获得更多有用信息的同时保证了对红外偏振图像的处理速度, 对于红外目标识别及检测有参考意义。