为了实现对离轴椭圆柱面镜面形的高精度检测,提出一种无像差点法和计算全息法相结合的混合式干涉测量方法。针对离轴椭圆柱面镜的特殊面形,将由平面镜与计算全息图(CGH)高度集合而成的标准柱面镜(TC)的出射柱面波作为检测光,并将光轴移至入射一侧的椭圆焦点与离轴椭圆柱面镜中心的连线方向,以减少测量光路的相对口径。再利用椭圆的一对无像差共轭点,实现干涉测量。将离轴椭圆柱面镜作为光轴上具有6个自由度的空间刚体,推导出误差分离矩阵。从波像差理论出发,推算出调整量引起的调整误差的各部分参数,确定了干涉测量方法中的调整量。实验结果表明,该测量方法可以有效地实现离轴椭圆柱面镜形貌的测量,利用误差分离矩阵可以推导出调整误差参数,便于进一步的系统误差分析与校正。

定向凝固法制备的多晶硅是目前主要的光伏原材料，制备过程中热场结构和硅熔体对流形态对于生长高质量的多晶硅极为重要，本文利用专业晶体生长软件CGSim 对制备太阳能级多晶硅用真空感应铸锭炉中的石墨坩埚进行改进并进行了数值模拟，分析了不同石墨坩埚厚度的变化对热场、流场、固液界面、硅晶体应力场以及和V/G值的影响。结果表明，当石墨坩埚厚度为20 mm，可获得良好的对流形态、平坦的固液界面、合理的V/G值等，有利于节约多晶硅的生产成本并提高多晶硅的品质，为生产实践中工艺方案优化及缺陷分析等提供重要的理论依据。

提出了一种干涉仪标准球面镜头智能化选择的方法, 能够根据被测样品的类型、口径和曲率半径智能化地选择出符合测量要求且经济实惠的光学系统口径和标准球面镜头, 并通过表格导入数据来输出结果, 这为光学的检测节约了时间、提供了便利。最后, 程序优化了所选择标准球面镜头的数量, 大大缩减了成本。

提出了一种定量计算红外与可见光图像融合系统目标探测概率的方法，建立了该融合系统的目标探测概率计算模型。首先，研究了影响目标探测概率的主要因素:目标与背景的光谱对比度、红外与可见光探测器的特性、环境照度条件、融合图像质量、目标大小与距离。针对这些影响因素，分别构建了5个影响目标探测概率因素的数学模型。在此基础上，设计了基于红外与可见光图像融合系统的探测概率计算模型。最后，针对两组实际任务进行了实验。以第一组为例，其对于单一探测系统目标为树木的探测概率pvis为0.294 8，pIR为0.136 0，而采用不同算法的融合系统探测概率为0.414 2，远高于单一探测器的探测概率。得到的结果验证了融合系统的目标探测概率计算方法的有效性，证明了融合图像质量以及目标自身的光谱特性对融合系统目标探测概率起着重要作用。该模型实验结果符合人眼视觉特征。

为改进红外与微光 /可见光的图像融合效果, 在对二维经验模式分解及图像区域分割研究的基础上, 提出了一种基于区域的二维经验模式分解的图像融合算法。利用此算法对红外图像与微光 /可见光图像进行融合, 先将源图像分别进行二维经验模式分解, 再对残余图像进行加权融合, 而后用模糊 C均值聚类的方法对融合后的残余图像进行区域分割, 将此分割结果映射到各层本征模式函数图像上, 随后运用一定的区域融合准则将各层图像融合, 最后再重构出融合图像。对仿真实验结果使用客观评价的方法进行评价, 评价结果表明, 该算法能够提升融合图像中的信息量以及凸显图像细节, 较其它传统算法具有一定的优势。