点衍射干涉仪中小孔对准误差是影响衍射参考波面质量最主要的误差源。基于瑞利索末菲矢量衍射理论，建立了非傍轴高斯光束经小孔衍射的严格数学描述，对不同对准误差下的小孔衍射波面误差进行了分析，在分析中特别考虑了会聚光斑大小的影响。研究表明：小孔对准误差的引入使得衍射波面偏差迅速增大，且衍射波面偏差随对准误差的增大呈线性增长；相同对准误差下，衍射波面偏差随会聚光斑半径的增大而减小，要获得同等衍射波面偏差，允许的对准误差随会聚光斑的增大呈近同倍数增长。给出了0.5~3 μm小孔在不同会聚光斑直径和小孔对准误差下的衍射波面误差分布数据，研究结果可为点衍射干涉仪中会聚透镜的选取、小孔对准精度要求的确定以及小孔衍射波面误差的估计提供重要参考数据。

为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求，需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术，在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和5~13步相移算法公式，以5、6、7和13步算法为例，通过仿真及数值计算，比较了两类算法对相移器移相误差及CCD非线性误差的抑制特性.结果表明: 同类算法下，步数越多的算法，对这两项误差的抑制效果越好，但达到一定步数后对测量的影响可以忽略; 算法具有增强的移相误差抑制能力，在相移不准情况下可优先选用算法; A类算法对CCD非线性误差几乎完全免疫，而算法受一定CCD非线性误差影响，但对大多数高准确度CCD来说，其在常规检测中的影响可以忽略; 由相移噪音引入的随机性测量误差的极大值要略大于相移噪音本身，且不同算法对相移噪音的抑制效果差别不大，因此相移噪音对测量的影响不可忽略.文中给出了不同误差影响下各算法引入波面检测误差的比较数据，研究结果可为实际干涉测量中最适相移算法的使用和选用提供理论指导及数据参考.

采用自增强技术与硅压阻效应研制了超高压力传感器，该传感器能够消除封装残余应力的影响并保证其在进行大量程压力测量时具有较高的灵敏度输出。该传感器的弹性元件为圆筒结构的高强度弹簧钢，敏感元件为平膜倒杯式硅压阻芯片。传感器工作时，超高压力作用在圆筒结构的金属弹性元件使其发生轴向位移，该位移量通过弹性元件顶端的传递杆施加到周边固支的硅压阻芯片上，使置于此处的4个电阻条阻值发生线性变化，从而输出与被测压力成正比的电压值。在研究弹性元件在1 000 MPa超高压力下的工作性能时，理论与仿真相结合研究了弹性元件的承载强度，确定采用自增强处理技术提高弹性元件的承载能力。最后，对封装好的传感器静态性能进行了标定实验。实验结果表明，该传感器能够承受1 000 MPa以上的工作压力,线性度为0.52%，满足工业领域的应用需求。

高分辨熔解（HRM）曲线分析技术是近年发展起来的一种用于基因突变检测和单核苷酸多态性(SNP)分析的新方法，它通过实时监测PCR产物升温过程中双链DNA饱和染料的荧光强度变化来分析核酸序列的微小差异。根据HRM分析仪对荧光检测的时间和灵敏度需求，提出基于光开关阵列的多路高速荧光激发和检测模块实现高通量的微弱荧光快速检测；并根据HRM荧光数据特点，对原始荧光曲线进行滤波、基线探测、归一化和对温度微分等处理，从熔解曲线两端的线形区域自动提取基线作为归一化的标准，可以在不损失曲线形态特征信息的情况下获得更为精确的熔解温度，从而实现不同基因型熔解曲线的快速、准确识别。

电渗流通过外加电场来驱动液体通过微小通道,同时由于焦耳热效应的存在,也会在流体及通道表面形成热传导现象。应用计算流体力学方法,对矩形发散形微通道内电渗流流动所产生的流场、温度场进行了数值模拟和研究。由于流体的介电常数、电导率、粘性、热导率等属性依赖于温度的变化,焦耳热效应产生的温度场会改变流体的多种属性,并进而影响到流动速度、压力分布等。计算结果表明，焦耳效应在微管道芯片上产生了一个非均匀的热梯度场,并同时影响液体流动。热梯度场的存在在均匀截面通道内可以提高液体的流动速度,但在发散形通道内却不能产生相似的效果,此时的出口速度和体积流速都明显下降,分别达到约16%和60μl/min.焦耳热效应同时通过降低流速和流动压力减弱了发散形管道的电渗流泵送性能。

采用矩量法(MOM)，分析了多光束在分形粗糙导体表面的散射分布．对在不同入射角、光束宽度控制因子、光束照射区宽度、表面均方根高度和表面分维数情况下的散射进行了数值仿真．仿真结果表明了各参量的变化对散射分布的影响．根据仿真计算结果给出了最佳的散射测量区域，为减少多光束测量的误差提供了一定的参考．

生物组织微阵列芯片的制备过程中,需要从包埋有生物组织的蜡块中挖取一块直径为0.5～1.5 mm的组织蜡柱.为了实现自动化作业,研究了基于数字图像处理的组织蜡柱最佳挖取点计算机寻优策略.确定了问题的数学描述为在选定组织图像区域中寻找最大内切圆的圆心,提出了基于遗传算法的寻优算法.重点探讨了坐标点编码,参数选取和遗传操作方法等.研究了个体适应度快速计算方法,初始种群选择等算法改进方案.经过实际编程反复数次实验,结果表明迭代60次算法完全收敛,证明其搜索速?群臀榷ㄐ远急冉虾?完全满足自动化作业的在线计算要求.

提出了一种三维自由曲面多光刀快速测量方案,阐述了此方法的测量原理,讨论了多光刀阵列的实现方法,分析了影响其测试精度的主要因素.提出了采用虚拟网格标定法对各光刀分别进行标定,以及运用光刀编码的方法实现对复杂自由曲面测量的方法,结果表明:该方法是一种快速有效的三维轮廓测量方法.

介绍了激光线扫描测量系统的测量原理,以及图像去噪处理在系统中的必要性;以现代数学小波分析为依据,提出了基于小波变换的激光光刀图像去噪技术.通过实验与分析,说明使用小波变换进行光刀图像去噪处理提高了激光扫描测量系统的测量精度.

综述了原子力显微镜(AFM)在光盘质量检测中的应用.AFM能够在nm尺度上直接对光盘及其模板上的信息位几何结构的特征尺寸及其误差进行三维测量,从而可以建立生产工艺参数和信息位几何结构之间、信息位几何结构和盘片电气性能之间的关系,进而找出影响光盘质量的直接原因.用AFM进行光盘质量检测主要有三方面：盘片和模板表面的定性观测;信息位几何结构的半定量分析;信息位特征尺寸的统计分析.定性观测和半定量分析可以对盘片播放的高误差率、凹坑形态和块出错率、凸台形?捌浔砻娲植诙鹊炔问杏姓攵孕缘募觳?而信息位特征尺寸的统计分析则可以对信息位几何结构的关键参数进行面向生产过程的统计分析.所得结论表明AFM在光盘质量检测过程中具有独特的优势.