降落伞气动开伞过程、高速客机气动外形的优化都需要可视化流场信息,因此,以大气扰动引发的背景光线偏折为基础,建立了基于“整像素十字搜索+Newton-Raphson亚像素定位+扰动方程求解”的运动物体高精度大气扰动检出方法,并通过数值散斑图像验证了本方法在理想条件下的理论检出精度。在实验室内以散斑图像为背景,用本方法和传统纹影监测方法对高压气管出口气流进行扰动检出,结果表明,本方法的准确性较高,可为实验室外的可视化监测提供一种适用性较强的方法。

三坐标轮廓检测是大口径高次非球面确定性加工过程中的主要面形测量手段。由于原始三坐标数据包含较大的检测误差，无法直接应用于加工过程，本文提出了一组数据处理算法对误差进行全面去除。首先，对获取的检测数据采用基于球心曲面重建的测头半径补偿算法进行测头半径误差补偿，然后对补偿后数据进行坐标系旋转平移误差去除，最后对提取的检测面形残差进行基于KNN的残差噪点过滤。其中，提出的基于球心曲面重建的测头半径补偿算法通过引入一个高精度的测头球心包络面拟合模型，来计算各检测点的测头半径补偿向量，仿真实验证明:算法补偿精度达到RMS<4 nm；提出的基于KNN的残差噪点过滤算法，通过采用插值方法提高样本空间密度和优化噪声度量值的计算，提高了噪点的识别敏感度并实现了噪点的自动化去除。最终根据整个误差清理算法构建了检测点云处理软件，应用实践表明其有效提高了镜面加工过程中检测点云的数据处理精度和效率。

为了更精确定量遥测酒驾人员呼出气体中的酒精气体浓度, 采用同时测量酒精气体浓度和水汽浓度且同步获取车内酒精气体稀释系数的双谱段定波长激光遥感探测方法, 进行了酒精浓度、水汽浓度的反演算法以及稀释系数计算的理论分析和对吸收光谱的实验验证, 取得了酒精气体和水汽光谱吸收特性, 确定了所用激光波长为1392nm和1412nm。结果表明, 该方法可以排除水汽干扰且获得酒气稀释系数, 可更精确定量测量呼出气体中的酒气浓度。

深空探测对于人类开发利用太空资源、探索宇宙起源具有重要意义。作为深空探测的一个重要组成部分, 遥感载荷起着无法替代的作用。由于深空探测作用距离远,导致遥感载荷的信噪比很低,因此如何有效地从弱信号中检测出有用信号是深空探测技术中必需解决的关键技术。根据未来深空探测对低于散粒噪声的超微弱信号探测的需求,基于量子压缩态光场的散粒噪声小于标准量子极限的特点,提出一种基于量子压缩态光场的弱信号探测技术,给出了原理探索实验验证的结果。由于压缩光的量子特性会随着作用距离的增加而衰减, 为了更贴近应用, 设计了在接收端进行压缩光注入的新型激光雷达载荷方案, 并给出了仿真的结果。

提出一种利用加载到空间光调制器的振幅型计算全息图精确测量螺旋光束轨道角动量的方法.利用平面波角谱衍射公式和柯林斯公式,对不同阶数的厄米高斯光束、拉盖尔高斯光束、贝塞尔光束经过圆孔、矩孔、三角孔等参数可调的衍射光学元件的衍射过程进行仿真.理论和实验研究了螺旋光束经过杨氏双缝和三角孔后的传输特性,并利用这两种振幅型衍射光学元件实现螺旋光束轨道角动量的测量.由于通过改变和控制加载到空间光调制器上的计算全息图可以方便和高精度地改变光学器件的结构、尺寸、所在的空间位置,因此可便捷地实现螺旋光束轨道角动量的精确测量.

利用自制的1.34 μm和0.67 μm双波长输出单频激光器作为泵浦源,泵浦基于PPKTP晶体的光学参量放大器,通过边带锁频技术将光学参量放大腔腔长锁定在激光频率上,将泵浦光和信号光相对相位锁定在π相位,经参量缩小过程获得低于散粒噪声极限约3 dB的正交振幅压缩光。压缩光位于光纤通信窗口--1.3 μm波段。