现有的自动破损检测忽略了深度信息，仅使用图像2D信息，难以准确检测复杂环境下的管道保温层破损。为解决该问题，针对轨道式机器人巡检场景，提出一种基于线结构光和YOLOv5的管道保温层破损检测方法。将线结构光加入视频采集装置中，对激光域进行预分割后，采用自适应阈值方法提取激光中心线，结合线结构光测量深度原理，进行主动式测距。经图像拼接由视频自动生成RGB-D图像，解决了RGB图像与深度信息配准问题。最后结合中层特征融合的YOLOv5算法进行RGB-D破损检测，对凸起和凹陷两类破损进行分类检测。实验结果表明，所提方法可以从轨道式机器人采集视频中获取RGB-D信息，检测的平均精度均值可达85.1%，能够实现对热力管道保温层破损的有效准确识别。

熔石英光学元件在高能量密度的紫外脉冲激光辐照下往往极易出现后表面损伤，这严重影响了紫外高功率脉冲激光装置的可靠性。综合国内外相关研究进展，系统阐述了熔石英元件表面在高能量紫外脉冲激光辐照下的损伤特性，包括典型的初始损伤和损伤增长行为特征，介绍了熔石英元件表面缺陷的类型、分布特性和紫外脉冲激光诱导损伤的内在机制，并概述了常用的熔石英表面加工方法与缺陷控制技术。最后，介绍了熔石英表面缺陷无损检测新技术和抗损伤性能测试技术方面的研究进展。

通过高能离子注入剥离制备的铌酸锂(LNO)单晶薄膜具备优良的电光、声光等性能, 在射频器件、光波导等领域需求迫切。高能离子注入使LNO单晶薄膜表面存在损伤层, 导致薄膜质量和器件性能的衰减。该文提出了Ar+刻蚀去除LNO单晶薄膜损伤层的方法, 基于高能离子注入仿真, 采用扫描电子显微镜、原子力显微镜分析了刻蚀参数对刻蚀速率、表面形貌的影响, 并确定了LNO薄膜损伤层的刻蚀工艺参数。X线衍射分析表明, 通过Ar+刻蚀将LNO薄膜摇摆曲线半高宽减至接近注入前LNO单晶材料, 压电力显微镜测试表明去除损伤层后的LNO单晶薄膜具备更一致的压电响应。

采用高光谱成像技术对香梨的表面损伤缺陷进行准确高效的无损检测。选用80个库尔勒香梨为研究对象,采集400~1000 nm波段内完好样本和损伤样本的高光谱图像;利用统计分析的方法,选择863 nm处的高光谱图像建立掩模图像;运用主成分分析方法降低香梨高光谱数据的维度,选择损伤区域与背景区域光谱差异最为明显的第二主成分图像,将其和第四主成分图像进行比值处理,进一步增强损伤区域与背景区域的差异;最后经自适应阈值分割、形态学运算,提取香梨表面损伤区域。结果表明,该方法能够有效识别出香梨的表面损伤,准确度、精度和召回率分别为93.75%、87.50%和100%。

光学元件在研抛过程中不可避免地引入亚表层损伤缺陷, 会破坏基底材料的均匀性, 使入射的光波发生散射现象, 严重影响产品光学性能。损伤隐蔽复杂的特点使得对其散射信号的研究变得十分困难。一种基于光散射法的亚表面无损检测方法——激光共焦显微检测方法, 利用亚表面损伤对入射光的散射调制信号分析光学元件的亚表面损伤信息, 具有快速、准确的特点。针对损伤的散射特性, 结合时域有限差分法(FDTD), 对颗粒状和微裂纹两类特殊损伤建立电磁仿真模型, 研究聚焦光入射的散射光场分布,以及不同深度下探测得到光强变化曲线, 得出损伤光强探测曲线能够反映出颗粒尺寸与深度及微裂纹宽度与深度的信息。研究结果对亚表面损伤无损探测方法的探索具有一定的理论指导价值。

黄桃在线分级时, 表面损伤和可溶性固形物同时在线检测。 损伤和可溶性固形物是评价黄桃品质好坏的重要指标。 采用高光谱成像技术, 尝试对黄桃损伤和可溶性固形物进行同时检测。 利用主成分分析法, 首先对高光谱图像进行主成分分析得到最佳PC(principal component)图像, 其次根据PC图像中各波长对其贡献率的大小确定最佳特征波长(550和720 nm)并结合二值化, 图像掩膜和阈值分割以及相关的图像处理技术对最佳光谱图像进行定性判别。 其准确率最高达到94.6%, 同时建立偏最小二乘定量回归模型对正常样品SSC(soluble solid content)含量进行预测, 通过对模型的不断优化, 实现了基于高光谱成像技术对黄桃碰伤和可溶性固形物同时检测。 可溶性固形物分选准确率为79.2%。 实验结果表明, 利用高光谱成像技术可以实现对黄桃碰伤和可溶性固形物同时检测, 该研究可以为实际在线分选提供理论依据和参考。

为深入了解熔石英元件化学刻蚀过程，研究了HF刻蚀反应机理、HF刻蚀工艺参数以及刻蚀对表面质量的影响规律。通过控制变量法，获得刻蚀速率随HF浓度、刻蚀温度以及NH4F浓度的变化规律。对刻蚀不同深度后的元件表面粗糙度、形貌、杂质含量以及激光损伤阈值进行了检测，实验结果表明：刻蚀速率受多种因素共同影响，其中HF浓度的促进作用最为显著；刻蚀后的熔石英表面形貌复杂，有横向、纵向、拖尾等形式的划痕，以及坑点、杂质等缺陷，其中横向划痕和纵向划痕占据了缺陷部分的主体，主要杂质铈元素随刻蚀时间的增长不断减少；激光损伤阈值测量实验表明，通过HF刻蚀将元件损伤阈值提高了59.6%。