为研究初始缝高比对钢纤维混凝土断裂性能的影响, 对三种不同初始缝高比(0.1、0.2、0.3)的钢纤维混凝土开展断裂韧性试验, 计算相关的断裂参数, 并借助声发射(AE)和数字图像法(DIC)分析了裂缝发展过程中AE能量和全场应变的变化规律。结果表明, 钢纤维混凝土的断裂韧性随初始缝高比的增大呈减小趋势, 当初始缝高比为0.3时钢纤维混凝土的断裂性能大幅下降。钢纤维混凝土的断裂过程可根据AE能量划分为弹塑性阶段、裂纹稳定扩展阶段和断裂阶段, 随初始缝高比增加, 弹塑性阶段持续时间减少。DIC分析结果表明, 在整个加载过程中, 预制裂缝尖端会产生较大的应力集中, 裂缝的横向应变较大。研究结果揭示了钢纤维混凝土裂缝发展机理, 可为其工程应用提供理论支持。

运动平行度是运动台的核心参数之一，对运动台性能有直接影响。提出一种基于光斑图像的测量方法用于精确测量运动平行度。在理论推导和分析的基础上，搭建了一套精度优于50 nm的运动平行度测量系统。在此测量系统上对运动台进行运动平行度测量，运动平行度误差为11.66 μm。在根据上述结果对运动台进行优化后，最佳运动平行度误差可以达到6.22 μm。为了验证所提方法的可行性，使用位移传感器再次测量运动平行度。位移传感器测量结果与光斑图像法测量结果的均方根误差优于248 nm，即两种测量结果基本一致。

针对稻米品种无损鉴别需求, 利用高光谱技术分析了 3种稻米样品的光谱图像特征,

基于多波长消光法和图像法颗粒测量原理,提出了跨微米尺度混合颗粒粒径同步测量方法,建立了亚微米-十微米尺度颗粒粒径消光光谱反演算法及十微米以上尺度颗粒粒径图像处理算法;采用分光棱镜,搭建了消光光谱与背光图像同步测量装置,利用500 nm~76.9 μm粒径范围内的10种标准颗粒配成跨微米尺度混合颗粒样品并开展实验研究。结果表明:利用所提方法开展跨微米尺度混合颗粒粒径同步测量时,亚微米-十微米尺度颗粒消光光谱与十微米以上尺度颗粒背光图像的相互影响可忽略,可同步测量得到跨微米尺度混合颗粒粒径;利用消光法和图像法分别开展亚微米-十微米、十微米以上尺度颗粒粒径测量,与标准颗粒粒径相比,相对误差均小于8%,且测量重复性较好,这为跨微米尺度混合颗粒提供了一种有效的粒径测量手段。

为了提高单帧长曝光图像法的颗粒速度测量的测速上限, 以背光成像的单帧长曝光法测速装置为研究对象, 从轨迹识别的角度, 对该方法测速上限的影响因素进行了理论分析和实验研究。结果表明：在背光成像方式下, 颗粒速度越高, 轨迹灰度值越高, 越难以识别; 从轨迹可识别性的角度可知, 影响因素主要包括颗粒直径、颗粒透射率和光源光强; 当光源光强足够时, 背光成像的单帧长曝光法测速装置对直径50 μm不透光圆盘颗粒的测速上限为1250 m/s。

Based on the vibration theory and the matrix optics theory, the principle of the optical image method to test the beam positioning stability is derived. The test method of beam positioning stability is designed, and the experimental results show that the optical image method can accurately analyze the range of the beam positioning stability error, also can analyze the value and influence degree of vibration frequency of the error, and combined with the accelerometer by the electron test method, the source of the error can be detected in the optical system. The optical-electro test method is reliable, simple and convenient, and has good engineering application value, especially for large optical system.

从振动的基本理论出发,应用矩阵光学理论,推导了光学图像法测试光束指向稳定性的原理。设计了光电法测试光束指向稳定性的测试应用,并搭建了实验光路,结果表明:光学图像法可以准确分析光束指向稳定性误差的大小、产生的误差的振动频率及其影响程度,并结合加速度计的电学法测试,可以探测光路中引起光束指向误差的来源。光电法测试结果正确可靠、简单方便,具有较好的工程应用价值,特别适合大型光学系统的光束指向稳定性测试。

针对基于整体相关的图像动态光散射法(IDLS)测量颗粒粒径分布(PSD)问题，研究了全局搜索(GS)算法反演颗粒粒径分布，对峰值为79 nm、多分布指数(PDI)为10%的单峰颗粒系和峰值分别为79 nm与352 nm、多分布指数均为10%的双峰颗粒系进行了反演数值仿真，结果表明全局搜索算法能较好地反演出颗粒粒径分布情况。以此为基础，对峰值为79 nm的单峰分布颗粒系，峰值为79 nm和352 nm、79 nm和482 nm的两组双峰分布颗粒系进行了实验测量及算法对比研究，结果表明在单峰分布颗粒系下，相对于累积量法，全局搜索算法反演效果较好；在双峰分布颗粒系下，全局搜索算法与双指数法反演结果基本一致。由此可知，对于图像动态光散射颗粒粒径分布测量方法，全局搜索算法能够有效地反演出单峰分布和双峰分布颗粒系的颗粒粒径分布，是反演多分散颗粒系的一种有效方法。

透镜作为光学系统中最基本的光学元件,其中心厚度的加工误差和装配精度将直接关系到整个光学系统的成像质量.对镜面间距非接触测量技术进行了研究,重点介绍了图像法、轴向色散法、差动共焦法、低相干光干涉法等方法的测量原理和研究进展,指出了这些方法的优缺点和适用范围.这些方法都能满足一般光学系统的精度要求,其中低相干光干涉法测量精度最高,轴向色散法、差动共焦法次之,图像法测量精度最低.对光学镜面间距测量技术的发展趋势进行了论述.