在无人机GPS信号丢失的情况下,测试桩的视觉辅助识别精度是影响油气管线自动巡检工作的关键因素。针对测试桩自动识别的精度问题,在分析测试桩及其周围地物背景目标特性的基础上,先用深度学习算法判断出测试桩被周围地物背景遮挡的情况。对于被遮挡的测试桩,采用不显著目标相对定位算法检测出测试桩的具体位置。最后通过现场采集的数据实验验证了文中算法的有效性。

由于弹性波传播动力学方程较复杂，若通过材料参数设计控制弹性波的传播路径，难以获得准确的设计结果。通常在对弹性波材料进行设计时，需要根据实际情况(如高频条件)，对动力学方程进行简化或者近似才可以设计出基于弹性波的相应器件。由于这种设计方法的阻抗匹配和介质材料的无损要求难以满足，使得在设计弹性波传播器件过程中出现散射现象，而且往往散射的波形还是频变的信号，因此，在评价弹性波器件设计优劣时，散射现象的大小标志着设计效果的好坏，成为评价设计的手段和工具。但是，散射现象往往仅根据肉眼观察，难以准确地描述，无法给出定量的结果进行说明。为此，本文提出的分数阶Fourier 变换(FRFT)对频变信号具有良好的聚焦特性，可利用频率变化的调频率，定量描述散射效应的大小，给出弹性波传播控制散射效应的一种定量的描述方法，降低散射程度认知的盲目性，为简化材料介质参数的设计提供依据。

为提高图形化干涉光刻质量，提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻（PIIL）系统， 并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先，分析了图形化干涉光刻系统的光场特性，阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光刻图形质量的影响，给出了图形质量控制的工艺方法。其次，提出了一种新型的图形化干涉光刻方法，该方法采用闪耀光栅作为衍射分光器件，实现了位相和振幅的一体化调制。采用数值计算方法模拟了闪耀光栅的衍射特性和像面光场分布，讨论了闪耀光栅的优化设计方法，获得了高达92.3%的±1级衍射效率。最后，基于数字微镜器件（DMD）和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统，实验获得了像素化的点阵图形和质量明显改善的光刻图像，验证了该方法对任意图形的适用性。

利用CO2脉冲激光器对1Cr18Ni9不锈钢板进行激光蚀刻, 探究高精度刻线的刻度盘的加工工艺。主要研究辅助气体、焦深、光斑移动速度等激光加工工艺参数对刻槽的影响, 优化工艺参数, 以求获得良好的几何精度和理想的刻槽轮廓。研究结果表明: 基于1Cr18Ni9不锈钢、使用压缩空气, 不同类型喷嘴对试样无明显区别, 气压过低、距离过近都会使试样产生熔渣或黏结, 连续调节焦深和光斑移动速度可获得理想的焦深范围和速度。针对后续的大批量生产的要求, 相应提出改进的工艺方案, 使其精度和可靠性达到更高的要求。

讨论了现有各种点阵全息光刻系统的基本原理。提出了一种基于衍射光栅和空间光调制器数字微反射器(DMD)的点阵全息光刻系统和方法。实现了飞行曝光加工方式，相比现有的步进曝光方式，其加工效率和定位精度获得了大幅度的提升。基于频域分析理论讨论了影响所述光刻系统的分辨率、图形质量和焦深的主要因素。阐述了在该光刻系统中实现飞行曝光加工方式的基本原理。

提出了一种基于空间光调制器的并行光刻制备微透镜阵列的技术。采用数字微反射镜器件输入光刻图形，结合热回流技术，制作任意结构和排布的微透镜阵列。无限远校正显微微缩光学系统的长焦深保证了深纹光刻的实现，热回流法提供了良好的表面光滑度。与传统逐层并行光刻和掩模曝光技术相比，提出的技术方案更加便捷灵活，特别适合制作特征尺寸在数微米至百微米的微透镜阵列器件。得到的微透镜阵列模版经过电铸转移为金属模具，利用紫外卷对卷纳米压印技术在柔性基底上制备微透镜阵列器件，在超薄液晶显示、有机发光二极管(OLED)照明等领域有广泛应用。

提出了用于电子纸的微结构金属模具的“选择生长”方法，即通过在金属基材上形成选择性的导电与不导电图形，来制作深纹的“微杯”金属模具。在金属基材上涂布负性光刻材料、用带有空间光调制器的激光直写系统曝光形成“微杯”图形，然后通过电铸工艺制作出镍金属模具。实际制作的“蜂窝”分布的微杯结构参数与设计参数基本吻合。该工艺流程适合研制更大尺寸的电子纸的微杯模具，将为“微杯”模具制作提供一种有效手段。

通过水热法合成了Zn的两种新型有机膦酸盐, Zn(4,4’-bipy)(HBCP) 1和［Zn2(phen)2(BCP)(H2BCP)］·H2O 2。 其中化合物1为二维结构, Zn2＋采用四面体配位方式, 而化合物2为零维结构, Zn2＋有五配位和六配位2种的配位方式。 还利用了一维FTIR、 热微扰下的二维IR相关光谱、 Fluorescence和UV-Vis DRS光谱等研究手段对化合物进行了研究, 探讨了其结构与性能的关系, 发现了化合物1以350 nm激发, 在412和520 nm左右出现两个宽带发射峰, 而化合物2在336 nm激发下只在398 nm处出现宽带发射峰。

针对峰值检测法的不足，提出了频谱相关技术和数字滤波技术，以提高光纤Bragg光栅(FBG)传感系统波长偏移检测精度。分别对峰值检测(CPD)法、数字滤波(CHEBY and IDEAL)法和频谱相关(SC)法检测波长偏移进行了数值模拟，并且搭建了实验系统，对实验数据进行具体分析计算，证实了理论分析的正确性。理论和实验证明， SC法可提高解调检测的精确度，达到理想低通滤波(IDEAL)法的效果。

对腔镜有限分划,基于衍射积分理论构造光腔的传输数值矩阵, 并对其进行特征值和特征向量求解, 从而实 现光腔模式计算。计算了非虚共焦非稳腔内的光场特性和远场光斑分布, 并与实际结果吻合。