红外发射率的准确计算是舰船湍流尾迹红外仿真与特性分析的基础。文中以湍流尾迹对Cox-Munk海面坡度概率密度分布的调制模型为基础, 结合海面双向反射分布函数, 研究了典型环境下舰船湍流尾迹海面红外发射率的计算方法; 研究了机载小天顶角、船载大天顶角观测时, 舰船湍流尾迹长波8~9 μm红外发射率的分布规律, 得到了湍流尾迹与海面背景发射率的差别随观测天顶角的增大而增大的结论; 仿真计算得到了秋季阴天船载式探测条件下, 典型舰船湍流尾迹的红外辐射亮度, 并与海上试验数据进行了对比, 结果表明湍流尾迹的自发辐射亮度低于海面背景, 表现为"冷尾迹"的特征。

建立了伪随机码测距的系统测距模型，从光子统计理论出发提出一种新的系统输出信噪比模型。蒙特卡罗算法模拟不同系统死时间下，系统输出信噪比和伪随机码码型的关系。理论模型与蒙特卡罗仿真基本吻合，结果表明信噪比随着伪随机码1的比例增大先增大再减小，选择最佳的发送码型可以获得最佳信噪比。根据新的模型，系统死时间的降低可提高信噪比，光子计数值增大，信噪比先增大再减小。引入系统高斯抖动，重构接收脉冲时间记录值，码速越高单点记录值出现误差的可能性越大，选取1 GHz的码发送速率可完全避免距离数值误差。

实施光子飞行时间测量法时，光子飞行时间测量值受激光回波信号能量的影响会出现测量反转误差，从而影响系统三维成像的精度。本文描述了一种光子计数三维成像激光雷达系统反转误差的校正方法及其实验。提出的反转误差校正方法包含先验模型标定和反转误差校正两个步骤。首先，通过标定法得到系统反转误差相对于激光脉冲响应率的函数关系，建立系统的反转误差预测函数。然后，由系统反转误差函数预测出原始三维图像的反转误差图像并实现原始三维图像的反转误差校正。实验搭建了光子计数三维成像激光雷达系统，采用盖格-雪崩光电二极管(Gm-APD)作为光子探测器，由高速扫描振镜二维扫描获取三维图像。通过时间相关记录仪获取光子到达时间分布，分别得到原始三维图像和激光脉冲响应率。在反转误差校正的测试实验中，系统的测量均方差由校正前的33.2 mm提高至8.1 mm。实验结果表明，该反转误差校正方法可以有效降低光子计数三维成像激光雷达的反转误差。

提出了一种基于小范围边缘区域搜索的虹膜定位算法。首先，利用瞳孔的灰度特征对虹膜图像进行二值化及形态学处理，结合对原虹膜图像的Sobel 检测结果得到部分虹膜内边界；然后利用Canny 算子结合虹膜的几何特征划分出一小范围的外边缘待搜索区域。在待搜索区域中，利用本文根据大量实验提出的虹膜外边界五个特征来确定部分虹膜外边界，最后用最小二乘法来进行内外边界的拟合，从而定位虹膜。实验结果表明，该算法性能稳定，搜索范围小，定位速度大幅提高，且对不同质量的虹膜图像均取得很好的定位效果。

基于电子能带理论，以动力论的Fokker_Planck方程为基础，从微观层次对超短脉冲激光烧蚀绝缘体材料的机理进行分析研究.源项中分别考虑了雪崩电离、多光子电离机制，并考虑了电子能量与散射机制对电子弛豫时间的影响.建立了绝缘体烧蚀机理的耦合数学模型，其计算的激光烧蚀临界能量密度阀值与实验结果很好的吻合.定量描述了超短脉冲激光对绝缘体材料烧蚀微观过程的影响.