为了获得人眼视觉特性并直接指导工程设计和工效学评价等应用, 基于显示器广泛使用的RGB颜色空间, 提出了一种彩色对比敏感度定义。首先, 生成了彩色对比敏感度阈值测量方法, 然后, 采集了12名被测试者先后两次每次3个颜色变量10个空间频率的彩色对比敏感度阈值。最后, 通过Pearson检验分析先后两次测量结果的相关性, 同时绘制出该人群R、G、B三种颜色变量彩色对比敏感度曲线。先后两次测量结果显著相关, R、G、B三种颜色变量对比敏感度曲线变化趋势相似, 在空间频率为0.1和0.2 cycle/degree 时, 分辨阈限显著升高, 且R变量分辨阈值整体高于G变量和B变量分辨阈值。测量方法稳定可靠, 在极低空间频率时, 被测试者分辨阈限较高, 对红色核心颜色差异分辨力较弱。

为研究采用功能性近红外光谱（fNIRS）技术评估不同情绪状态下操作者脑力负荷（MWL）的可行性，为开展以MWL评估为基础的操作者功能状态（OFS）评估提供技术支持，进行了多种情绪刺激下的图片n-back任务实验，包括负性、积极和中性三组情绪。采用任务绩效、主观量表和fNIRS生理测量等方法采集16名参试者的实验数据。任务绩效和主观状态评分均表明参试者MWL在外部因素影响下发生变化。从fNIRS信息中提取了时域、频域和非线性域共380个生理特征作为OFS评估模型输入，采用支持向量机作为分类器，建立了MWL评估模型。评估模型采用中性情绪刺激下的任务数据作为训练数据，积极情绪和负性情绪刺激下的实验数据作为测试数据，分别取得了92.49%、75.90%和79.99%的平均分类正确率。通过实验数据分析，验证了任务负荷和情绪刺激能够有效影响操作者MWL的实验假设，证明了采用fNIRS技术建立多种情绪状态下MWL评估模型的可行性，为开展复杂任务情况下以MWL为基础的OFS评估提供依据。

功能性近红外光谱(fNIRS)成像是一种新兴的光学脑成像技术.已有大量基于fNIRS 简单任务脑力负荷评估方面的研究,但当实验任务从单一简单任务变化为复杂综合任务时,相应方法不能直接简单套用.借助于fNIRS技术,通过复杂任务特征分解的思路进行尝试,研究大脑皮层血氧情况随复杂任务各任务特征的变化规律,为fNIRS评估复杂任务脑力负荷等研究提供思路和基础.结果发现：前额叶大脑皮层(PFC)区域的含氧血红蛋白(HbO)对复杂度、时间压力和有无控制三种任务特征的变化均有较高的激活程度响应；视觉皮层(VC)区域的HbO 对不同时间压力任务特征导致的任务难度变化有较高的激活程度响应,但对不同复杂度和有无控制特征的激活程度响应较低；运动皮层(MC)区域HbO 对有无控制输出特征有较高的激活程度响应,对不同时间压力特征的激活程度响应较弱.

实验目的是在N-back任务中利用功能性近红外光谱（fNIRS）进行脑力负荷的分级和测量研究。对18名被试者进行了图片N-back工作记忆任务，利用fNIRS采集了被试者大脑皮层前额叶的血氧变化，同时记录了绩效与主观问卷数据。结果发现不同难度任务下绩效结果、主观问卷结果及fNIRS参数均有显著差异；背外侧前额叶区（DLPFC）对fNIRS的响应比较敏感；利用支持向量机（SVM）可以较为准确地识别4个难度N-back任务的脑力负荷； SVM判决值的一种变换形式能够作为评估和预测脑力负荷的指标。

针对光学元件的亚表面缺陷,结合基于激光共焦层析的亚表层检测方法,建立聚焦光束在亚表面损伤介质中的传输模型,并采用有限元分析方法,仿真研究K9玻璃光学元件亚表层缺陷对聚焦光束的散射调制特性,特别对颗粒状和微裂纹两类特殊缺陷的光学调制特性进行研究和分析,探索了波长、缺陷大小、缺陷折射率及缺陷方向对聚焦光束散射特性的影响规律,通过分析包含亚表面损伤缺陷信息的光场分布图和强度变化曲线,获得了亚表面损伤缺陷的信息,并对其进行评价。

在建立电磁脉冲弹和相控阵雷达天线阵面弹目关系数学模型的基础上，对电磁脉冲弹使用过程中涉及到的天线阵面覆盖率等问题进行了研究，分析了弹道偏差等因素对天线阵面毁伤区域的影响，并进行了仿真计算。仿真结果分析表明，弹头引爆高度、落点精度等弹道参数对毁伤覆盖区域均会产生影响。为实现对目标的最佳毁伤效果，应综合考虑弹头引爆高度、弹道倾角、滚转角等参数精度，以及目标处功率密度等要求。

光学元件的亚表面损伤直接影响其使用性能和抗激光损伤阈值等重要指标，而造成这些危害的根本原因是损伤引入的光散射。针对K9玻璃光学元件建立损伤模型，结合时域有限差分(FDTD)算法，模拟研究了会聚入射光被光学元件亚表面缺陷如微裂纹、气泡等调制后的光场分布以及光沿纵深方向扫描时探测器所接收的亚表面损伤引入的散射光强变化。研究结果对探索光学元件亚表面损伤的测量方法有重要的理论指导意义。

光学零件的亚表面缺陷直接影响其使用性能和抗激光损伤阈值等重要指标,而造成这些危害的根本原因是由损伤层引入的入射光的散射。采用时域有限差分(FDTD)法,结合共焦层析测量系统进行模拟仿真。首先,针对常见的光学材料,分析了入射光经由亚表层中的微裂纹、气泡等常见缺陷调制后的光场分布,并结合不同形态参数和光学参数建立模型;其次,引入球面波激励源,模拟计算了入射波聚焦点沿固定间隔逐渐偏离缺陷时的散射分布。结果表明:共焦层析测量系统能够实现对亚表层损伤的测量,满足纵向响应函数趋势。

光学元件磨削加工引入的亚表面损伤威胁着光学元件的使用性能及寿命, 成为现阶段高能激光发展的瓶颈问题, 特别是抛光表面光学元件的亚表面损伤检测已成为光学元件制造行业的研究热点和难点.本文结合光学共聚焦成像、层析技术、显微光学、光学散射以及微弱信号处理等技术, 给出了基于光学共焦层析显微成像的光学元件亚表面损伤检测方法.分析了不同针孔大小对测量准确度的影响, 并首次给出了亚表面损伤的纵向截面分布图.与腐蚀法比较结果显示: 针对自行加工的同一片K9玻璃, 采用本文提出的方法测得的亚表面损伤深度45 μm左右; 采用化学腐蚀处理技术, 对光学元件逐层刻蚀, 观察得到的亚表面损伤深度50~55 μm.两者基本一致, 进一步验证了本文采用的方法可以实现对光学元件亚表面损伤的定量、非破坏检测.

横向剪切干涉技术是一种直接测量波面相位分布的光学测量方法，由于其不需要高精度的参考平面，并且能够测量偏离量较大的表面面形偏差，因此得到了更为广泛的应用。但是，通常情况下剪切量大小的选择凭工作经验来确定。为了给出一种定量的剪切量判定方法，论文提出了一种基于Zernike多项式拟合的剪切量判定方法，通过计算机仿真和实验给出了剪切量与测量误差的关系，发现剪切量为测量口径1/10时即可达到良好的测量结果。