随着我国经济的不断发展, 高速公路隧道建设的发展也非常迅猛。 前期在隧道的实际工程设计中, 为完全保证隧道车辆通行安全, 隧道内部全线灯具的输出功率和安装布置全部取决于一年四季中最大的洞外亮度值和车辆速度值。 这样的设计尽管充分考虑了安全性, 但盲目的增加隧道照明亮度, 不能够缓解视觉适应的问题。 随着LED在隧道照明中的应用, LED光源光谱的影响逐渐引起人们的关注。 调查研究发现高速公路隧道在出口段交通事故发生率比较高, 主要原因是隧道出口段内外亮度差较大, 驾驶员在驶离时明适应时间较长。 LED光源的光谱呈现双峰结构, 在长波长范围内, 光谱含量差异明显。 明适应的能力主要与两个因素有关, 一是瞳孔面积的变化; 二是感光色素的光化学反应。 不同色温的LED具有不同的光谱特性, 进而通过影响感光色素的合成, 来影响明适应的时间长短。 现在市场上可用的隧道照明LED光源的色温可选范围比较广, 所以实验选取了市场上可用的不同色温的大功率的LED光源作为研究对象, 其色温分别是3 000, 3 500, 4 000, 4 500, 5 000, 5 700和6 500 K等7种。 邀请了30名视觉功能正常, 矫正视力1.0以上, 且无色盲、 色弱等其他眼疾的观察者参加了本次实验。 地点选择在长9 m, 高2.8 m, 宽5 m的模拟隧道内。 实验参数选取3组亮度值, 分别为4, 8和12 cd·m-2; 2个灯具安装高度分别是2.0和2.4 m; 3个安装角度分别是15°, 20°和25°。 共评估了126种照明条件。 实验结果表明: 隧道出口段亮度越大, 明适应时间越小; 当亮度相同时, 随着色温的增大, 明适应时间减小; 灯具安装角度和安装高度对光谱的影响很小, 改变安装高度和安装角度并不能有效的减小明适应时间。 从明适应的角度出发, 通过分析不同色温LED灯的光谱, 为隧道照明设计与应用中出口段LED光源的选择提供数据和理论支撑。

铜铟镓硒(CIGS)纳米薄膜作为一种半导体材料,在太阳能电池领域发挥着重要作用。本文基于磁控溅射技术,在不同溅射功率、工作压强和溅射时间下制备了一系列CIGS纳米薄膜样品,并利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术完成了CIGS纳米薄膜中Ga与(In+Ga)原子比以及Cu与(In+Ga)原子比的定量分析;然后结合每个溅射参数下绘制的单一定标曲线,绘制了两个含量比的综合定标曲线,综合定标曲线的拟合系数均达到了0.99以上,说明拟合效果良好。同时,针对三个随机溅射参数下制备的CIGS纳米薄膜样品,对比了能量色散X射线光谱(EDS)技术和LIBS技术的分析结果,两者之间的误差均小于5%,验证了LIBS技术分析的精确性。本研究为CIGS薄膜的快速分析和性能的及时判定提供了一种新手段,也开发了LIBS技术在薄膜半导体材料领域的新应用。

飞机飞行过程中产生的颠簸、晃动会使得采集到的红外图像序列存在抖动，影响后续对红外图像的观察，不利于对红外图像目标的识别、定位与跟踪。本文提出了一种基于改进的 Harris角点法对机载红外图像进行实 时电子稳像的方法。首先采用改进的 Harris角点响应函数结合距离约束条件进行角点检测，该方法保证即使对图像质量较差的红外图像，也能检测出数量足够且分布均匀的角点；然后基于检测出的角点利用提出的关键帧参 考方式结合多尺度的金字塔光流算法进行跟踪匹配，完成运动估计，进而实现对机载红外图像的电子稳像。用该方法对多组含有抖动的 640×512尺寸的红外图像序列进行稳像处理，实验表明，本文提出的算法与传统的 Harris角点检测算法相比有更好的检测效果，能够很好地去除红外机载图像序列的抖动，且能够满足 50 fps采集速率下的实时处理。

针对红外图像中对比度低，细节不清晰，视觉效果模糊等问题，提出一种结合边缘信息的对比度增强算法。首先，使用引导滤波将原始红外图像分解为基础图像和细节图像，并且通过使用对比度限制的直方图均衡来处理基础图像，提高图像对比度，克服“过度增强”现象；利用 Gamma变换处理细节图像，增强细节信息；再将处理后的两幅图像融合成图 ImageSD；然后为了有效地改善 ImageSD的亮度不均匀的现象，对原始图像进行自适应直方图均衡和拉普拉斯锐化滤波；最后，将两个图像进行线性加权并融合以重建出最终的红外图像。结果表明，该方法可以更好地提升原始图像的对比度，丰富细节信息。

钻井液具有携带岩屑、平衡压力等重大作用,为调整其性能,需要对其中的离子进行连续探测。利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对钻井液中的金属元素进行了初步研究,对钻井液中存在的Ca、Na、Mg、K元素进行了LIBS分析,获得了这4种元素的最佳探测条件。结果表明:Ca元素的采集延时为400 ns,采集门宽为1000 ns;Na元素的采集延时为500 ns,采集门宽为1500 ns;Mg元素的采集延时为500 ns,采集门宽为1500 ns;K元素的采集延时为500 ns,采集门宽为1000 ns。这说明采用LIBS技术探测钻井液中的金属元素是可行的。实验光路的搭建、实验参数的确定以及其他影响因素的讨论,都会为将来LIBS技术在钻井液分析中的应用提供有价值的参考。

发动机机油中磨损元素在发动机正常运转中发挥着重要的作用, 对其进行实时检测可以预知事故的发生, 防止发动机进一步磨损, 因此实现机油中磨损元素的探测具有重要的应用价值。归纳了利用原子光谱对机油检测的关键问题, 指出了原子发射光谱技术中的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术和其它原子光谱技术在机油样品检测方面的研究进展, 讨论了各种技术的优缺点。介绍了LIBS技术在机油检测方面的优势, 引入了间接烧蚀LIBS技术。该技术不仅保存了LIBS技术本身的优势, 而且大大提高了检测灵敏度。用间接烧蚀LIBS技术探测机油中磨损元素, 具有巨大的应用前景, 对该技术的现场探测应用进行了展望。

海天类红外图像的增强要求去除风浪等的环境影响,同时增强目标区域的对比度。通过探索几种典型的图像增强算法,结合红外图像梯度幅值直方图特点,提出基于梯度域的海面红外场景增强算法,将低梯度值置零去除海浪干扰,调整梯度范围对结果控制亮度,利用有效梯度范围均衡化增强目标区域的细节。实验结果表明,该算法可以明显降低图像的干扰信息,同时提高目标区域的对比度和信息熵。

机油在发动机的运转过程中具有非常重要的作用。 发动机的运转, 会使机油的成分和元素含量发生变化, 导致机油变质, 进而加剧发动机的磨损, 探寻一种快速有效的机油性能检测手段, 则是防止发生事故的重要前提。 间接烧蚀激光诱导击穿光谱技术（IA-LIBS）是针对机油样品提出的一种全新检测方法, 其核心是基于金属基底产生的高温等离子体间接烧蚀样品, 在保持了LIBS基本特点的基础上, 提高了样品检测灵敏度和稳定性。 在前期研究基础上, 以机油中Mg、 Fe和Ni为目标元素, 分析了不同类型机油中的基体效应对其定量分析结果的影响, 表明不同油种之间的基体效应对目标元素的定标曲线影响甚小, 可忽略; 同时建立了目标分析元素的综合定标曲线, 拟合线性系数达到了0.99以上。 通过对现场机油中添加的已知浓度的目标元素的检测, IA-LIBS分析结果与实际值吻合较好, 准确度均低于5%。 该研究完善了IA-LIBS的方法研究, 为以后评价机油的性能提供了依据, 对于诊断发动机的磨损状况具有重要的科学意义。