高功率被动调Q脉冲YAG板条激光器出光过程中的诸多腔内相位扰动因素，均会直接影响到激光输出功率和光束质量。采用哈特曼-夏克(H-S)波前传感原理和模式法波前重构对侧面抽运脉冲板条激光器输出倍频光束特性进行实验测试与分析，得到了波前像差分布及对应的峰谷值(PV)和均方根值(RMS)、波前畸变包含的各阶泽尼克像差系数。进一步计算得到了环围能量曲线和点扩散函数分布等。从而可全面了解输出光束质量和动态波前像差特性。分析表明输出倍频光的波前泽尼克像差主要集中在前10 阶，由于晶体热效应及腔内相位扰动因素影响，光束中较显著的波前像差系数有离焦A3、低阶像散A5、慧差A6和球差A10等。

视频流的一个小时间段的图像序列的中值滤波,可以在动态目标不是特别密集的情况下获得较好的实时更新的背景图像。本文重点针对视频动态目标检测中的背景实时更新问题,采用中值滤波方法,进行了比较深入的研究,并就如何选取图像序列进行中值滤波进行了详细的比较计算,建立了中值滤波的理论模型。研究表明,如果图像序列时间段过短,背景中就会有比较大的目标阴影,如果图像序列时间段过长,则不能反映实时背景,在目标检测中会有较大误差。根据理论模型选取时间段适当的几帧图像进行中值滤波,就可以较好地兼顾背景实时性提取和消除目标阴影的目的。

高功率全固态激光器的诸多腔内扰动因素均会直接影响到激光输出功率和光束质量。首先采用传输矩阵方法简要讨论了在稳定腔情形下热透镜焦距与本征模式光斑尺寸的关系。进一步采用Hartmann-Shack波前传感器和模式法波前重构,对二极管抽运全固态声光调Q激光器输出倍频光束质量进行了分析,得到前35阶Zernike像差系数、波前峰谷值和均方根等畸变参量,计算还可得到点扩散函数分布和环围能量曲线等,从而全面了解输出光束质量和动态像差特性。分析表明输出倍频光的波前Zernike像差主要集中在前15 阶,由于晶体热效应及腔内其它扰动因素的影响,较显著波前像差有离焦系数Z3、低阶像散Z4和Z5,以及球差Z10等。

将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

在野外运用相位测量剖面术(PMP)测量物体三维面型时,环境光场经常发生变化,从而严重影响测量精度。分析了环境光场发生变化对相位测量剖面术的影响,并提出了一种对CCD摄像机获取的条纹图像进行灰度校正的方法。经过校正处理,环境光的影响被大幅度抑制,提高了测量精度。

在相移测量剖面术(PMP)中, 提出了一种基于快速傅里叶变换的相移校正算法, 利用最初多采的一幅条纹图的信息和傅里叶变换调制度模板, 快速地计算出当前的相移值。 采用该算法, 能实时准确地控制投影光栅的移动, 大大提高了测量系统的精度和自动化程度, 具有极大的实用价值。

介绍了基于调制度测量的三维轮廓术的测量方法的原理和过程, 并给出了实物测量。 结果证明它在原理上是正确的、 可行的。 此方法对三维轮廓术、 三维传感及机器视觉的应用具有重要意义。