采用连续点式锻压激光快速成形技术制备了TA15合金厚壁件，研究了不同退火温度对连续点式锻压激光快速成形TA15合金的显微组织以及室温拉伸力学性能的影响。分析了连续点式锻压塑性变形区大小及所制备TA15合金显微组织的形成机理，解释了退火过程中TA15合金层片组织转变为等轴组织的原因。实验结果表明，随着退火温度的升高，TA15合金退火组织等轴α晶粒体积分数越高，且晶粒尺寸越大，同时退火TA15合金强度降低、塑性升高。

研究了实时高精度激光光斑检测方法。利用高帧频、高灵敏度CCD采集14位激光光斑视频；分析了激光光斑的特征，在使用阈值分割出光斑区域后，通过上三邻域连续点计数算法检测了激光光斑区域；分析了激光光斑中余光斑存在的原因，利用平均阈值法滤除了余光斑，在剩余的主光斑中计算获得了更为精确的光斑中心(含质心与形心)，制定了以参考帧为基准的视频帧序列的操作序列法光斑检测流程，解决了传统相邻帧相减法无法检测逆光斑帧及光斑中心位置不同的连续相邻光斑帧的问题。实验结果表明，算法可实践用于在线实时与离线实时的高精度激光光斑检测。

运用相位屏近似法计算模拟了激光束通过大气湍流的光场分布。从高频相位比例和相位不连续点数目等角度对畸变光束的相位特性进行了分析，进而利用考虑到变形镜驱动器间交联耦合的高通滤波方法模拟自适应系统对畸变波前的校正作用，建立了畸变光束的相位校正物理极限的预估模型，定量分析了湍流强度和传输距离对校正极限的影响。研究结果表明：在一定范围内，随着湍流强度的增强及传输距离的增大，畸变波前中高频相位比例明显增加，相位不连续点数目也逐渐增多；激光束通过大气湍流后，其相位校正的效果主要受畸变光束连续相位中的高频相位比例以及相位不连续点数目的共同影响，畸变波前中高频相位比例越大，相位不连续点的数目越多，相位校正效果也越差。

基于Rytov近似和几何光学近似条件下,导出了对数振幅导数方差的解析表达式,证明了该参量主要取决于湍流内尺度、Rytov方差以及Fresnel尺寸大小.在此基础上,给出了光束相位不连续点数密度的修正表达式,分析了相位不连续点数密度随上述湍流参量变化的情况.分析表明在Rytov方差小于1的湍流条件下,不连续点数密度数随Rytov方差的增大而增大,而随湍流内尺度和Fresnel尺寸的增大而减小.

利用30×30Hartmann－Shack波前传感器对激光在大气中传输时产生的相位不连续点进行了探测。实验结果与数值模拟结果对比分析表明：强湍流条件下，探测到了相位不连续点，实验结果与数值模拟结果基本相符，并充分说明了相位不连续点是成对出现的。利用激光大气传输四维程序对激光大气传输相位不连续性问题进行了数值计算，分析了发射口径和网格精度对相位不连续点数密度的影响。

激光在湍流大气中传输时,若光束波前中出现相位不连续点,自适应光学的校正能力将明显降低,利用4维程序计算了激光在大气中传输时产生的相位不连续点的数目。通过选取不同的相位屏数、计算网格和网格间距,得到了畸变光场中产生的相位不连续点的数目随湍流强度变化的过程,即：相位不连续点的数目随湍流的增强有一个从无到有,从缓慢增加到近似线性的急剧增加,而后又缓慢增加,最后趋于饱和的变化过程。另外,在不同的传输条件下,相位不连续点的数目及其变化存在很大差异。

利用激光大气传输四维程序对激光在大气中传输时产生的相位不连续点的数目进行了数值计算.计算结果表明,相位不连续点的数目不仅与描述光强起伏量的大气湍流强度、传输路径长度和传输光的波长有关,而且还与湍流的内尺度有关.另外,通过对湍流较弱但传输路径较长的强闪烁条件下畸变光场中出现的相位不连续点数目的计算发现,当湍流效应达到一定程度时,相位不连续点的数目有达到饱和的趋势.

利用激光大气传输4维程序对激光大气传输相位不连续点的时空演化特征进行了数值计算.仿真计算了相位不连续点随光波传输的产生和湮灭过程,以及某一固定传输位置处,畸变光场内的相位不连续点随时间的变化情况.计算结果表明,相位不连续点是随着波前运动的,并且可以成对地产生或湮灭;当传输路径中的某一位置固定时,垂直于传播方向的畸变光场内的相位不连续点所在的位置随时间的变化是不确定的,但在传输条件一定的情况下,该位置处的相位不连续点数目的统计平均值是可以确定的.

提出了相位图去包裹的一种新的综合方法。首先建立了一个消除局部不连续点的模型,利用此模型可有效地消除包裹相位图中的不连续点,同时不会影响到其他正常点;在此基础上进行多方向去包裹运算,然后求其平均值,从而达到与路径无关的目的。给出了具体算法,并通过数值模拟和实验验证了该方法的有效性和可行性。结果表明,这种方法既具有很强的抗噪声能力,又能很好地处理较大面积的欠采样区域,并且具有较高的稳定性和处理效率。

激光在大气中长距离传输时所产生的相位不连续点的数目与位置不仅与大气湍流和传输距离有关,而且与传输的激光波长有关。由于对主激光进行补偿的相位是从畸变的信标光场中获得的,当畸变光场中出现相位不连续点后,畸变光场的相位由连续相位部分和不连续相位部分组成,不连续相位部分直接与畸变光场中出现的相位不连续点的数密度和其所在的位置有关,一般情况下,主激光的波长与信标光的波长是不同的,因此当主激光的波长一定后,为了对不连续相位进行补偿,以便提高强湍流效应条件下的自适应光学校正能力,必须要考虑合作信标的波长。计算结果表明,考虑了不连续相位的影响后,虽然对主激光的校正效果有所改善,但对不同波长的信标改善的效果并不相同,只有信标光波长稍长于主激光的波长时,校正效果才有明显的改善。