为了提高激光三角测量系统的精度,减小待测表面倾斜对测量结果的影响,针对具有某种具体表面特性的待测表面,提出了一种表面倾斜校正算法。该算法采用对不同的倾斜角度所产生的偏差与倾斜角度建立一个函数库,对该函数库进行曲线拟合,产生一条标准倾斜角度误差曲线,根据该曲线及待测表面的倾斜角度对测量结果进行校正。实验结果表明:该算法可以将待测表面倾斜引起的测量误差减小到原来的1/5,最终可以将此测量误差控制在±10 μm以内,对不规则表面的测量具有较好的实用价值。

为了实现对孔类零件特别是深孔零件的孔深测量,设计了一套激光内孔测量传感器。该传感器基于激光三角测量的方法,利用梯形棱镜的全反射特性将光路限制在狭窄的空间内,从而实现对深孔或盲孔的测量。针对该传感器的光学成像规律做出了深入的分析,并结合目前存在的问题提出了几种改进方案。实验结果表明:梯形棱镜能够较好地解决测量内孔时物理空间受限的问题,但是也会导致系统成多个像的问题。同时针对梯形棱镜的光学特性,提出了遮挡法和分离法来提取所需的像,并对多个像的特点提出了量程扩展的方案。

为了实现对孔类零件特别是深孔零件的孔深测量及底面的表面形貌测量，设计了一种激光三角法内孔测距传感器。对该传感器所使用的机械光学设计、系统成像特性及基于Zemax的像差分析与评价等进行了研究。首先，利用聚焦透镜将激光器发出的光线聚焦到待测面上，使光斑足够小。接着，利用梯形棱镜的全反射特性将所需散射光线限制在一个狭小的范围内。最后，利用成像透镜将光线聚焦在CCD靶面上，根据CCD上光斑的位置和待测孔深的几何关系，求出内孔的深度和底面的表面形貌。实验结果表明，系统在0~1.6 mm范围内测量精度为1 μm，该设计可以很好的解决测量内孔时物理空间受限的问题，同时结合三角测量原理，使该系统能够满足工业生产线上的结构简单、稳定性好、调试和维护方便、精度高以及速度快等要求。

为了实现对热轧钢板的在线厚度测量，建立了自动激光测厚系统。对该系统所采用的机械设计、光路设计、基于MATLAB的图像算法等进行了研究。首先使用激光器将激光倾斜投射到待测钢板的侧面上，并在激光器前方设置一块挡板，挡住水平方向上的部分光线。接着使用工业摄像机将被测板上的激光光斑成像于CCD靶面上。然后根据CCD上挡板所成像的位置计算出钢板的离焦量。最后根据CCD上钢板侧面所成像高和钢板的离焦量与待测板厚的几何关系，计算出钢板的厚度。结果表明,钢板厚度为8mm~120mm时，系统测量精度为0.32mm，低于测量系统要求的±0.5mm；测量系统受高温辐射影响较小。能够满足工业生产线上热轧钢板自动厚度测量的稳定性好、精度高、受外界干扰小等要求。

为了使CCD 相机适应变化的环境光强,从而获得稳定的高质量图像特征,提出了一种获得稳定图像特征的电子快门自动控制算法。结合图像处理中的灰度拉伸技术,实现了一种方便、稳定及高精度的调光。其算法主要由基于场景灰度均值对数的三次多项式插值函数自动快门控制和图像灰度拉伸实现。实验结果表明,该算法具有稳定快速的收敛性,捕获的视频图像在各种条件下均具有良好的图像质量和环境适应性。

基于载流子的注入、传输和复合过程, 建立了双层有机发光器件的电致发光延时理论模型; 讨论了电致发光延时随电压、注入势垒、内界面势垒、阳极区厚度及LiF缓冲层(BL)厚度的变化关系。 结果表明：(1)低电压下，EL延时由复合过程主导，而高电压下，输运过程起着更重要的作用；(2)当δe/δh＜2时，M/O界面属于欧姆接触，电流是空间电荷限制的，注入势垒的变化对复合时间trec影响较大，当δe/δh＞2时，M/O界面成为接触限制，注入势垒的变化对trec几乎没有影响；(3)当内界面势垒超过0.3 eV，H′h对trec的影响明显变弱，复合延迟时间基本上由电压和其它因素控制； (4)当电压较小时，随Lh/L的增大，trec增大；当电压超过某一值后，trec几乎不随Lh/L的变化而变化；(5)对于LiF/Ag阴极，在不同的偏压下， LiF的厚度在3.1 nm左右时的复合时间最短，对应的EL延迟时间也最短，这与实验中从电致发光效率的角度得出的LiF最佳厚度一致。

设计了结构为上反射镜/有机层/下反射镜/柔性基板的可弯曲式有机电致发光器件(FOLED)。利用几何光学模型计算了器件在不同弯曲情况下,其发光光谱随观测角和曲率的影响,并与平整器件的光谱作了比较。结果表明：1)基板向内弯曲时,随着观测角的增大,器件的发光光谱峰值出现蓝移,且蓝移的程度相对平整器件要大;随着曲率的增大,器件的发光光谱峰值出现蓝移。2)基板向外弯曲时,随着观测角的增大,器件的发光光谱峰值出现红移,但红移的程度不大;随着曲率的增大,器件的发光光谱峰值出现红移,且与基板向内弯曲时蓝移的程度相当。

基于几何光学模型及其原理,推导出在不同弯曲情况下可弯曲式有机电致发光器件的出光率表达式,分析了器件出光率受基板曲率、厚度及有机层折射率的影响,并与平整有机电致发光器件的出光情况作了比较。结果表明：当器件向外弯曲时,出光率随着基板曲率与基板厚度的增大而增大,随着有机层折射率的增大而减小;当器件向内弯曲时,出光率随着基板曲率与基板厚度的增大而减小,随着有机层折射率的增大而减小。对于平整器件,其出光率随有机层折射率的增大而减小。