激光选区熔化(SLM)过程中，表面张力使得金属熔池具有团聚球化的趋势，导致熔道内部出现孔隙缺陷。以Cu-Cr-Zr铜合金粉末为对象，通过数值模拟和实验验证，再现了连续熔道和球化效应下熔池和激光反射吸收的演变过程。其中，数值模拟基于VOF两相流模型，充分考虑表面张力和反冲压力等物理现象，同时采用光线追踪算法描述激光和材料的相互作用。结果表明：较高能量密度下可获得稳定的熔池和连续的熔道形貌，由反冲压力引起的凹陷区具有困光效应，导致全局吸收率增大；较低能量密度下熔池的润湿性较差，形成扭曲破碎的熔道形貌，激光在裸露基板表面的单次反射极大削弱了能量吸收效率，使球化效应下的全局吸收率出现剧烈波动。

利用Leica C05三维激光扫描仪和南方全站仪以多种特征的植物表面为观测目标,获取点云数据和距离参考值,研究不同植物表面的颜色、粗糙度和测站距离对点云的测距精度和激光回波强度的影响。实验结果表明:测站距离小于100 m时,扫描仪测距误差为1~5 mm,超过90 m时,测站距离每增加10 m,激光点云测距误差约增加1 mm;颜色、粗糙度和测站距离对三维激光扫描仪的激光回波强度和测距精度有影响;颜色对激光回波强度的影响较大,白色的激光回波强度最强,黑色最低,测距精度与激光回波强度有较强的相关性;植物表面粗糙度对激光回波强度的影响较低,没有明显的相关性;植物和非植物的颜色对激光回波强度的影响基本类似。

提出了一种基于双向反射比系数理论的自然地物激光反射特性的间接测量方法, 在不同角度处利用激光探测器采集同一位置处所选自然地物和漫反射板对1.06 μm激光的响应幅度数据, 计算二者之间的比值即可得到此地物在不同角度上的双向反射比系数, 间接的反应不同地物对激光的反射特性。并利用该方法测试了杂草(丘陵类)、红土和风化岩石的双向反射比系数值, 试验验证了方法的工程应用可行性。

研究了计算海面激光反射的几何光学方法。首先根据JONSWAP非稳态海谱模型数值模拟出二维随机粗糙海面,再采用几何光学方法对入射激光光束在海面上的反射光进行建模,最后计算出海面激光光斑反射光强的空间分布。编制了相关的计算机程序,分析了在不同入射角度和不同风速下的激光光束反射特性。计算结果表明该方法对研究二维随机粗糙海表面激光反射特性有一定参考价值。