建立了一种适用于强激光辐照面的高温原位观测方法，并开展了高速风洞内的激光辐照实验，获得了典型金属材料与复合材料在超声速切向气流条件下的瞬态烧蚀与破坏行为；此外，基于Horn-Schunck光流法分析了各典型材料的烧蚀特征与质点的运动速度，基于粒子图像测速法并结合复合材料铺层结构特征获得了瞬时烧蚀速度。研究结果表明，各材料的动态烧蚀行为有很大差异：在切向气流作用下，熔融态钛合金的流动模式从燕尾状转变为羽翼状，而镍基高温合金则呈雨滴状流动。基于Kelvin-Helmholtz机制分析了切向气流作用下不同金属材料击穿时间存在差异的原因。超高温陶瓷复合材料的热化学烧蚀和机械剥蚀特征与编织结构类型密切相关，并且高激光功率密度条件下的抗激光烧蚀性能与碳纤维含量成正比。

近年来，遥感图像场景在监测环境、勘探地球资源及预测自然灾害等方面有着越来越广泛的应用，大量的数据需求推动了遥感图像场景分类的快速发展。尽管基于深度学习的方法已经在场景分类方面取得了比较好的性能，但如何对背景复杂、尺度变化剧烈的遥感场景进行有效识别仍然是分类任务中的一个巨大挑战。为了解决这一问题，提出一种细粒度方法来检测显著区域，并使用全局分支和局部分支将整体和局部联合起来，分别从整幅图像和关键区域提取全局特征和局部关键信息。为了验证所提方法的有效性，基于ResNet18模型在三个公共遥感图像场景分类数据集上对不同方法进行对比实验，实验结果表明所提方法的准确率优于大多数先进方法。

为评估从偏振氧 A 带光谱中提取的气溶胶垂直剖面的信息量及提高光谱分辨率对偏振测量的气溶胶垂直剖面信息的影响, 采用线性化矢量辐射传输模型 (UNL-VRTM), 对氧 A 波段线偏振度 (DoLP) 星载测量中气溶胶垂直剖面的信息量及不同观测条件和光谱分辨率下 DoLP 的气溶胶峰高信息量变化的影响因素进行分析。研究结果表明, DoLP 所包含的气溶胶峰高的信息比辐射度更多, 辐射度的信号自由度 (DFS) 最高为 0.49, 而 DoLP 的 DFS 为 0.76; 且随着光谱分辨率的提高, 气溶胶峰高信息量增加, 对表面反射率、观测几何以及先验误差的依赖大大降低。

传统的成像系统由于需要凸透镜等镜头元件,成像系统的厚度和成本较大。为了使成像系统变得更加紧凑、成本低,无透镜成像系统迅速发展,例如无透镜显微镜。利用偏振片采集偏振信息,并利用双面透明胶带替代凸透镜,结合计算成像技术,构建了一个无透镜偏振计算成像系统。系统地介绍了该系统,并通过实验证明该系统可以实现拍照功能,采集到的偏振图像符合马吕斯偏振定律。基于散射元件的无透镜偏振成像系统可以有效地减小相机的厚度和成本,并且可用于偏振图像的采集场合。

磺胺类抗生素被广泛应用于水产养殖, 会对环境造成危害。为了检测水环境中该类药物的浓度, 本研究合成了磺胺类药物量子点分子印迹传感器, 用于快速检测水样中的磺胺类抗生素。在CdTe量子点表面, 以磺胺嘧啶为虚拟模板, 采用溶胶-凝胶法合成了具有良好光学性质的分子印迹荧光传感器。通过红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对传感器进行了表征, 并测试了pH值对测定条件的影响, 分析了传感器对不同药物的选择性。印迹聚合物成功接枝在了量子点表面, 在pH为8.0时, 具有最佳荧光吸收。在该条件下, 当磺胺嘧啶在2~10 μmol/L的浓度范围内, CdTe@SiO2@MIPs的荧光猝灭率(F0/F)随体系中磺胺嘧啶的浓度变化关系符合Stern-Volmer方程(R2=0.982 7, n=5)。加标回收率显示, 磺胺嘧啶的回收率范围为90.0%~104.4%, 相对标准偏差不超过14.7%。实验结果表明制备的CdTe@SiO2@MIPs可快速灵敏地检测水样中磺胺类药物的残留。

为了改善H13钢的表面性能, 利用YLS-4000型光纤激光器在H13钢表面熔覆镍基涂层, 采用正交试验法, 对不同工艺下的熔覆层表面形貌、几何参量、稀释率、微观组织、显微硬度进行了检测分析。结果表明, 激光功率最小而送粉速率最大时(P=1800W, vf =1.0g/s)表面凹凸不平; 激光功率和扫描速率最大时(P=2200W, vs=25mm/s)表面出现裂纹;当稀释率η＜10%时, 熔覆区平均硬度(大于800HV)为基体硬度(246HV)的3倍以上, 强化效果显著; 当稀释率η＞25%时, 熔覆区下部受熔化基体的稀释作用硬度较低; 稀释率随着激光功率与扫描速率的增加而增加, 随着送粉速率的增加而降低。通过调整工艺参量可获得表面平整光滑、组织致密、强化效果显著的熔覆层。

采用极化曲线、电化学交流阻抗谱、X 射线衍射仪(XRD)测试残余应力、扫描电镜(SEM)测试腐蚀形貌从实验上研究了强激光冲击对7075 铝合金等离子弧焊接头电化学腐蚀行为的影响。研究结果表明，激光冲击后7075 铝合金焊接头表面残余应力由拉应力变成压应力，从而使得铝合金等离子弧焊接头的自腐蚀电位和点蚀电位提高，激光冲击4 次后自腐蚀电位正移700 mV，点蚀电位正移约为1000 mV，极化曲线上出现了电位范围至712.9 mV 的阳极钝化区间。经过激光冲击处理细化晶粒，7075 铝合金焊接头的显微孔洞数量和气穴的体积减少，组织致密性提高，溶液中Cl等原子的渗入被有效阻止，从而降低了腐蚀速率，使自腐蚀电流密度降低了1个数量级。激光冲击使焊接头处晶粒沿β相分布变得均匀，β相与α基相构成的微电偶的活性降低，钝化电阻比冲击前提高了近30 倍，浓差极化现象大为改善。

综述了镁合金表面激光熔覆技术的研究进展状况.介绍了镁合金表面激光熔覆工艺特点和工艺方法;阐述了工艺参量对熔覆层性能的影响;总结了当前镁合金表面激光熔覆的主要材料体系及其熔覆层的组织和性能;展望了镁合金表面激光熔覆技术今后的发展方向.

针对工业烟囱排放污染气体空间分布难以实时获取的问题，开发了基于多轴差分吸收光谱（DOAS）断层扫描系统，结合重构算法，可形成可视化的工业气体烟羽垂直断面浓度的空间分布图。该方法是在烟羽两边分别放置一台定时多轴扫描DOAS，同时在扇形光束射线几何模式下，对烟羽的同一垂直断面扫描。以精确反演的线积分浓度为投影向量，基于平滑基函数最小算法，重构烟羽空间分布，给出重构烟羽断面数值模拟图，并讨论断层重构装置的使用范围。将该系统应用到外场实验中，重构了电厂排放NO2烟羽空间分布。

NO3自由基是夜间大气中最重要的氧化基团, 鉴于NO3自由基易变性以及极低的大气浓度, 开发了以发红光二极管(LEDs)为光源来监测大气NO3自由基的长程差分吸收光谱系统(LEDs-DOAS)。 分析了新型红光二极管Luxeon LXHL-MD1D LEDs的谱特性, 研究了以其为光源的长程LEDs-DOAS系统测量大气NO3自由基的原理, 设计了大气NO3测量自由基的装置, 给出监测的大气吸收光谱, 研究了反演NO3的方法, 并给出反演谱图和一周大气NO3浓度的时间序列图。 研究结果表明当光程为2.8 km时, LEDs-DOAS系统的探测限大约为12 ppt。