为了有效提高激光打孔的速率和激光能量的利用率, 采用长脉冲激光和短脉冲激光空间叠加打孔的方法, 对复合激光打孔的最佳匹配参量进行了理论和实验研究。建立复合激光打孔最佳匹配模型, 以熔融物的产生和去除达到平衡为准则, 理论计算得出长脉冲激光和短脉冲激光的最佳匹配参量和最佳匹配情况下的复合激光打孔速率。同时进行了毫秒脉冲和纳秒脉冲的 Nd∶YAG激光器复合作用于5mm的不锈钢板的打孔实验。结果表明, 在实验中得到的最佳匹配参量下, 复合激光打孔速率相比于毫秒脉冲激光单独打孔最大提高了3.3倍。实验和理论模型均证明了复合激光打孔在最佳匹配状态下, 打孔速率达到最大, 激光能量得到充分利用。

提出了一种基于蚁群算法的 Criminisi图像修复算法，将蚁群算法应用到 Criminisi图像修复算法的最佳匹配模板搜索中。首先计算待修复区域优先权；然后蚁群寻找搜索路径中留下的信息素，沿着信息素最多的路径寻找到最佳匹配模板；最后更新置信度，直到修复结束。实验结果表明，修复后的图像 PSNR较高不易陷入局部最优，能较快速地搜索到最佳匹配模板。

在经典Criminisi图像修复算法框架的基础上,针对优先权可靠性低和全局搜索最佳模板效率低、错误匹配率大的缺点进行改进.改进的算法为基于萤火虫算法(FA)的快速Criminisi图像修复算法.首先从数学的角度引入正规化函数至置信度,以此提升优先权计算的可靠性;然后引入FA到最佳模板的搜索与填充中,能够有效地将全局搜索与局部搜索有效地结合,鲁棒性较高,提高效率且错误匹配率低.实验结果表明:采用本文的改进算法能在保证修复质量的基础上降低时耗,提高效率.

设计了一种简单有效的基于最佳匹配层的三维有限差分光束传输法, 可以分析光束在三维广角情况下的线性与非线性传输特性。数值模拟结果证实了该算法的正确与可靠性。

针对非球面点衍射干涉检测中的欠采样问题，为了减小干涉条纹的密度，提出了一种基于最小反射会聚光斑半径求解最佳匹配球球心位置的方法.首先分析了获取最佳匹配球球心位置对实现非球面光学元件高准确度面形检测所起的重要作用，指出了以最小反射会聚光斑作为最佳匹配球球心位置的判断依据;然后运用光线追迹和迭代法推导了最佳匹配球球心位置的计算模型，并比较了各种非球面度定义下的最佳匹配球球心位置;最后分析了非球面参量对最佳匹配球球心位置及会聚光斑半径的影响.结果表明，基于最小会聚光斑半径求得的最佳匹配球面参量是适合非球面点衍射干涉检测模型的，并可以用于指导干涉仪的装调及后续波前重建参量的确定.

在分析目前红外匹配吸收设计理论和应用的基础上，提出了最佳匹配吸收的设计方法。对于工程背景，比较了软基涂层热风干燥与红外线干燥的特点，分析了红外干燥优点和难点以及必须解决的问题，研究确定了符合最佳匹配的元件表面温度；进行了满足辐射场要求的辐射器的科学布置，设计了简单低廉的温度控制以及带基保护的机、热连锁结构和参数，取得了节能、提高生产率和提高产品质量的多重效果。取得的结果也可作为其它红外节能加热设计时参考。

芯片与荧光粉的匹配优劣是影响白光LED 性能的重要因素，针对这一问题，本文提出了LED 荧光粉的性能表征与测量方法。采用了一种双分光式荧光粉测量系统，分析了荧光粉的光谱特性，得到了其三维光谱分布。并用发光效率，量子效率和能量效率来评价荧光粉特性。通过评价具有不同峰值波长的LED 与荧光粉的匹配，得到了其最优匹配。结果表明此种系统和评价方法不仅可以得到荧光粉的特性，对于研究高效率白光LED 有重要的意义。

为获得高效率的白光LED，得到荧光粉和芯片的最佳匹配，本文提出了一种新颖的白光LED 荧光粉测量系统和分析方法。该方法根据荧光粉测量原理，采用单色光激发荧光粉，获得荧光粉的激发光谱特性。由单波长激发的光谱组合可以得到荧光粉的三维光谱特性，荧光粉光谱与LED 芯片光谱匹配可以模拟白光LED 光谱。分析了荧光粉在单波长及光谱激发条件下的效率。实验结果表明，该测量系统和分析方法可以确定荧光粉和兰光LED 芯片的最佳匹配，从而为获得高效率白光LED 奠定了良好的基础。

根据被动调Q速率方程，研究了Cr4+:YAG小信号透射率与腔内透镜反射率对输出激光的峰值功率、脉冲宽度和重复频率的影响。结合实验，给出了在被动调Q激光器设计中，一定抽运功率下，如何选择不同小信号透射率的可饱和吸收体与腔镜反射率，来满足输出激光脉冲在峰值功率、脉冲宽度和重复频率三方面的要求。