针对现有脉冲激光回波目标识别方法不能准确反映目标姿态的关键问题, 提出一种基于激光回波与散斑的时空域目标探测方法, 重点建立了粗糙目标的脉冲激光回波与二维激光散斑模型, 通过对平面、球面和非球面三种面型目标进行仿真, 不仅可以映射出不同目标的面型和偏转角度, 还可以区分目标的偏转方向, 说明该方法的可行性与有效性。

为进一步研究激光对光电探测器的干扰及损伤,利用10.6 μm连续CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的饱和干扰、损伤干扰阈值分别为5.55×10-4 W/cm2、0.48 W/cm2;分析了不同干扰功率、不同干扰时间的干扰效果,依据探测器受干扰程度提出了将干扰等级划分为点饱和、中度饱和、重度饱和与点损伤4个等级;通过干扰激光功率与干扰光斑面积的变化关系,得到两者按幂函数y=76.3×x0.29关系变化,并依据该变化关系探讨了10.6 μm脉冲激光对红外成像系统的干扰效果.

在偏振复用(PDM)高速光通信系统的相干检测中，需要实现信号偏振态和载波相位的快速跟踪。将扩展卡尔曼滤波器用在偏振复用16进制正交振幅调制(PDM-16QAM)光调制信号相干接收机中，成功实现了偏振态和载波相位的快速精确跟踪。在单信道112 Gb/s PDM-16QAM传输系统中，数值仿真发现，扩展卡尔曼滤波器所能跟踪的最大偏振态旋转速率可达级联多模算法的100倍，而且具有很好的收敛精度，其收敛速度和精度可以通过调优参量控制。使用扩展卡尔曼滤波器跟踪100 kHz线宽18 Mrad/s偏振态旋转信号时，10-3误码率(BER)对应的接收机灵敏度代价仅为0.2 dB。研究了应用于长距离传输光通信系统的扩展卡尔曼相干接收的性能。

SDON(软件定义光网络)是光网络发展的最新趋势。为了进一步提高SDON的智能化和对业务的动态支持, 利用短期的业务流量特性预测较为长期的流量显得日益重要。文章提出了一种基于贝叶斯模型的流量预测机制, 该机制充分利用贝叶斯模型对SDON的业务流量进行长期预测。仿真结果验证了该机制的准确性和有效性。

针对激光再制造技术自动化、柔性化和智能化的发展方向，开发了一种符合工业应用的集成化大功率柔性激光再制造系统，该系统利用机器人和激光器现有的接口，进行了系统集成的软硬件设计。开展了激光同轴送粉系统和温度检测视觉系统研究，实现了三维激光熔覆以及激光熔池温度检测。应用该系统对钻铤和大型车床导轨进行了激光再制造，取得了良好的效果。

机器视觉技术对激光机器人加工过程检测与控制具有主要作用。基于CCD/CMOS光电视觉技术，开展了激光再制造机器人零件三维几何形貌重建、激光熔池温度场、同轴送粉粉末流浓度场等3种机器视觉系统研究。3D形貌机器视觉系统：扫描宽度200 mm,扫描速度10~50 mm/s，最大误差小于1 mm。温度场机器视觉系统:测温范围700 ℃~2400 ℃，精度50 ℃。粉末流场机器视觉系统：粉末流量检测范围1~100 g/min。3种系统均可进行实时检测,且体积小，能方便地与机器人安装、耦合。

应用虚拟仪器技术,在LabVIEW7.1开发平台上设计了利用IMAQ Vision for LabVIEW基于NI IMAQ 1405图像采集卡的图像采集系统.该系统对CCD电视、红外热像仪等输出的模拟视频图像具有采集能力,且结构简单,扩展方便,效率高,通用性强,显示了虚拟仪器技术的在信息技术研发中的显著优势.

用10.6(m脉冲CO2激光辐照PC型HgCdTe光电探测器进行破坏阈值实验研究,通过改变激光辐照到探测器上的能量密度直至探测器损伤、破坏,得出了HgCdTe探测器的破坏阈值;利用一维半无限大模型计算了激光损伤探测器的破坏阈值,并与实验值进行了比较.分析表明,实验误差不仅来自于探测器不同的材料性质,而且与光斑的大小,探测器的制作工艺等多种因素有关;分析了不同脉宽的激光脉冲对破坏阈值的影响,得出了合理的破坏阈值.

结合红外热成像系统调制传递函数参数测试系统的研制,分析了斜缝法调制传递函数参数测试的理论,给出了其测量步骤和方法,以及相应的测试结果和分析对比数据.指出采取基于斜缝匹配的测量方法可以对探测器和光学系统分辨率等技术指标的要求适当降低.最后对影响测量结果的主要因素进行了分析.