仿生复眼系统解决了传统单孔径光学系统中视场与分辨率的矛盾关系, 兼具了较大的视场和高分辨率。但随着视场和分辨率的增加, 图像信息增多, 随之带来了图像拼接中效率和质量问题。针对该问题, 提出一种基于改进尺度不变特征转换(SIFT)算法和主成分分析(PCA)算法的仿生复眼多路图像拼接融合方法。该方法缩小了特征点提取区域, 减少了多路图像特征点匹配次数, 降低了图像特征点描述符的维度。再利用改进的自适应迭代随机抽样一致(RANSAC)算法对特征点进行提纯增加鲁棒性, 最后通过加权平均算法来完成对多幅子图像的高质量融合。实验结果表明, 该算法设计合理, 且随着图像信息的复杂程度增加, 相较传统算法的拼接效率不断提升, 同时保证了较好的拼接质量, 可有效拼接融合仿生复眼系统多路图像, 对多路图像类系统拼接融合提供借鉴。

本文在39K-87Rb混合气体的|F=1,mF=-1>态上获得了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates, BECs)。由于39K原子气体的背景散射长度是负值, 必须利用磁场调节Feshbach共振技术来操控其散射长度, 从而实现39K原子气体的有效蒸发冷却。在0～200G磁场强度范围内, 我们分别测量了39K?-87Rb混合气体的同核和异核Feshbach共振, 并确定了它们在|1,-1?态中的散射长度与磁场的对应关系。通过优化39K?-87Rb混合气体中原子种内和种间的相互作用, 进一步比较了在不同磁场区域39K?-87Rb混合气体的协同蒸发冷却效率。最后, 实验上制备出39K?-87Rb混合气体|1,-1?态的双组分BECs, 同时为接下来进一步研究量子液滴等相互作用体系提供了理想的平台。

为满足多波段、长焦距、大孔径、紧凑结构的设计要求, 对反射式光学系统进行了研究。以同轴三反系统的成像理论为设计基础, 为避免光学系统遮拦同时提高成像质量, 利用Zemax软件介绍了一种优化离轴三反光学系统的方法。与采用ZPL语言的控制优化相比, 该方法更加简便、直观, 且无需使用复杂非球面, 仅采用曲面圆锥系数即可满足设计要求, 大大降低了加工、检测的成本和难度。采用视场离轴方式设计出了一种焦距为1000 mm、口径为6 in、视场角为2.2°×0.22°的可见光/中波红外双波段离轴三反光学系统。仿真结果表明, 其3～5 μm波段在空间频率17 lp/mm处的全视场调制传递函数（Modulation Transfer Function, MTF）值大于0.4, 0.4～0.7 μm波段在空间频率50 lp/mm处的全视场MTF值大于0.7。该系统的成像质量良好, 接近衍射极限。

最小可分辨色差通常使用基于人眼观测的主观方法测量，精度不高。为了提高测量精度，利用人眼敏感度函数Barten模型建立起来一种客观测量模型。即彩色四杆靶图案被成像系统接收，经色彩空间变换、傅里叶变换、人眼敏感函数处理，当测试图案敏感度值与由人眼敏感度函数决定的人眼敏感度阈值相匹配时，将此时的图片转换到CIELAB颜色空间并计算色差，记录不同空间频率四杆靶的测试结果并与主观测量结果相比较。结果表明：基于人眼视觉模型的客观测量方法与主观测量方法所得结果相一致，即所提出的客观测量方法是可行的。

针对不同非球面面形的实时检测需求，研究了基于空间光调制器的标准波面重建技术.基于空间光调制器波面重建的原理设计了干涉测量系统，依据空间光调制器的自身特点选取修正离轴计算全息编码方式实现对标准球波面的编码.针对实验中空间光调制器作为全息再现介质引起重建波面质量下降问题，提出了错位叠加优化方案，并将这一过程进行了模拟实验.结果表明,基于错位叠加方法的重建波面均方差值提高了近4.45倍.研究成果为非球面检测过程中标准波面的获取提供了可靠的理论基础.

针对非球面高准确度检测的难题，设计了基于波带板干涉法的共光路干涉系统.阐述了干涉仪的测量原理，实验中针对曲率半径R=103.26 mm，口径D=40 mm的被测双曲面，设计并制作了波带板，编制了基于坐标变换的条纹中心法的干涉条纹处理程序，并将测量数据与泰勒-霍普森轮廓仪进行了比对，实验结果证明了该系统的可行性和先进性.

针对锥形腔高能激光计后向散射能量损失补偿问题，系统分析了均匀分布激光入射强漫反射面情况下的锥形吸收腔的后向散射问题，进而针对不同高能量激光的输出光斑形状，建立了锥形吸收腔开口处光功率密度分布和后向散射总功率的数学模型，在此基础上对测量结果进行了补偿和修正，有效改善了高能量激光能量测量准确度.