针对光束在级联式液晶偏振光栅传播过程中的斜入射现象会改变其椭圆率进而降低衍射效率的问题，提出了基于偏振补偿的级联式液晶偏振光栅衍射效率优化方法。运用扩展琼斯矩阵分析斜入射角度对液晶偏振光栅相位延迟的影响，结合斯托克斯参数求解不同斜入射角度下液晶偏振光栅出射光束椭圆率的变化，利用矢量衍射理论完成级联式液晶偏振光栅衍射效率模型的建立。基于液晶分子指向矢分布建立斜入射下液晶电控波片的坐标系，分析斜入射角度对液晶电控波片相位延迟的影响，推导出液晶电控波片相位延迟与椭圆率的关系。通过优化液晶电控波片的工作电压补偿斜入射造成的退偏量，实现对椭圆率的偏振补偿。搭建实验平台验证了理论的准确性与方法的有效性。根据测量结果可知，当光束偏转角度从-5°偏转到5°时，本文所提方法提高了级联式液晶偏振光栅3%~4%的衍射效率。

高性能光学成像器件是机器视觉测量的重要基础，液体透镜作为一种结构紧凑的快速电控调焦器件，在机器视觉测量领域中具有明确的应用前景。针对液体透镜调焦器件在视觉测量中性能易受环境干扰、系统内参难以准确标定的问题开展研究。首先，构建了基于Optotune液体透镜器件的机器视觉测量系统，分析了液体透镜器件电控调焦工作机理，提出了调焦系统的电流-焦距数学模型，研究了影响液体透镜调焦系统参数的温度、重力因素作用机理，分别提出了温度-焦距、重力-主点位置影响量传递与补偿数学模型；然后，将上述各系统模型与针孔相机成像模型相结合，提出了液体透镜调焦系统的函数化内参表达式，设计了求取表达式全部系数的标定装置与标定流程，并进行了系统内参标定实验，验证了文中内参标定方法的可行性；最后，利用标定所得的内参对边长30 mm的棋盘格靶标进行了测量实验，通过尺寸测量精度反映内参标定精度。实验结果表明，文中方法能够得到比现有插值法更准确的内参标定结果，其中图像角点空间映射位置误差均值为0.10 mm，棋盘格边长测量结果最大相对误差为0.68%，两项误差比插值法所得内参的测量结果分别减小了27.2%和54.4%。

液晶是一种具有优良光学性能及外场响应特性的材料，在调光领域展现出巨大的发展潜力。近年来，随着建筑能耗的增长与人们环保意识的增强，能够对不同波段的太阳光线进行动态调控的液晶调光器件受到了人们的广泛关注。相较于传统的单一液晶材料，液晶-聚合物的复合材料可以通过调节液晶与聚合物网络间的相互作用实现对入射光的动态调控，并通过调节液晶螺距的大小来精准调控入射光的波段，拓展了液晶材料的光电性能，是制作调光器件的理想材料。另外，基于电响应液晶材料的调光器件具有易于控制、效果稳定、响应快速等特点，能够满足人们的即时需求，得到了研究人员的广泛关注。本文主要对近年基于聚合物分散液晶、聚合物稳定液晶、聚合物稳定胆甾相液晶的电响应调光器件的研究进展进行了系统总结，并对其未来的发展趋势做出了展望。

磷是植物体生长的重要营养素, 也是引发水体富营养化的重要因素, 因此废水中磷酸盐的去除与回收均至关重要。本研究采用单极脉冲电沉积法在炭布上制备镍钴双氢氧化物, 并于管式炉中原位焙烧制得镍钴双金属氧化物(NiCo-Layered Double Oxide, NiCo-LDO), 将其用于电控离子交换(Electrochemically Switched Ion Exchange, ESIX)过程实现PO₄^3-的去除与回收。实验对比了ESIX与离子交换(Ion Exchange, IX)过程中NiCo-LDO对PO₄^3-的去除性能, 并考察了其选择性及循环稳定性。结果表明, 在(10.00±0.05) mg/L的PO₄^3-溶液中, ESIX过程中膜对PO₄^3-的离子交换量约为IX的2倍; NiCo-LDO对PO₄^3-具有高选择性, 且经过5次循环后, 离子交换量仍可达到初始值的92%以上; 结合XPS分析, 发现NiCo-LDO对PO₄^3-的ESIX过程包括一个不可逆的“记忆效应”结构恢复过程及两个可逆的层板金属离子氧化/还原和PO₄^3-与O-H基团的配体交换过程。