针对相位标靶标定相机需采集多幅条纹图获取相位的问题，提出了一种基于彩色交叉条纹的相机标定方法。本方法在每个标定位置仅需一幅条纹图就可以完成特征标识点的提取; 通过液晶显示屏显示一幅红蓝交叉条纹图像，由相机拍摄，采用傅里叶变换和多频外差法分别得到水平和垂直方向的绝对相位; 根据相位标靶的空间位置与图像中绝对相位的精确对应关系，标定相机内参,采用非线性最小二乘法优化。基于重投影误差的实验结果表明，本方法可以快速精确的实现相机标定。

为了分析液晶相控阵空间光调制特性与驱动电压之间的关系, 根据液晶连续体弹性形变理论, 提出一种基于非线性最小二乘差分迭代求解液晶指向矢空间分布的方法。该方法利用液晶材料的电光特性, 以阈值电压时的液晶指向矢分布作为初始值, 通过非线性最小二乘法推导在驱动电场的作用下液晶指向矢的空间分布情况, 以及稳定状态时液晶相位延迟与驱动电压之间的相位调制特性曲线。最终通过实验完成了理论验证, 控制液晶相控阵的驱动电压, 实现对远场光束指向的偏转控制。利用驱动电压直接求解电位移矢量, 为后续指向矢与电位移耦合迭代提供初始值, 不仅减少了计算量, 而且更加符合液晶分子在实际电场作用下的运动过程, 减少了模型误差。结果表明: 在系统的终止误差为1.0×10-8时, 不同电压下的迭代时间均值为0.33 s; 在驱动电压为5 V的情况下, 该算法与差分迭代相比, 液晶分子倾斜角的角度误差精度提高了0.09 rad。

用数字梯度敏感法(DGS)测量了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板的张开型应力强度因子(SIF)。用DGS方法测量了PMMA板裂纹附近应力集中区的应力梯度（或偏转角）。此方法先用数字图像相关法(DIC)测量了透明试件裂纹尖端附近的全场位移，再根据光弹效应获得光线在透明固体应力集中区的全场偏转角，在平面应力条件下，偏转角可以与应力梯度建立联系从而获得应力集中区的应力梯度。由应力梯度场测量了裂纹尖端的应力强度因子。在应力强度因子的求解过程中提出了一种迭代最小二乘拟合应力梯度场的方法，此方法可同时得出应力强度因子与裂纹尖端位置。将实验结果与理论值进行了比较，结果显示数字梯度敏感方法准确地测量了复合型应力强度因子。

机抖激光陀螺内在的温度特性对陀螺各方面带来的影响，制约了陀螺性能的进一步提高。为提高陀螺性能，研究了陀螺零偏的温度补偿方法。利用单温度点比较不同温度补偿模型对陀螺零偏的补偿效果，建立了零偏的温度补偿模型；研究了机抖激光陀螺零偏和多温度点的关系，根据测温点对补偿效果的影响大小，适当精简模型中两个测温点的温度数据，可将其作为冗余备用；设计了分段数据实验，验证了该模型的实用性。结果表明，多温度点补偿效果优于单温度点的补偿效果；模型简化大大减小计算量，并能满足补偿要求；利用精简后的模型补偿陀螺零偏，相比补偿前精度提高了1.6倍以上，且补偿后零偏稳定性均为10-3(°) /h量级。

We propose a new analytical edge spread function (ESF) fitting model to measure the modulation transfer function (MTF). The ESF data obtained from a slanted-edge image are fitted to our model through the non-linear least squares (NLLSQ) method. The differentiation of the ESF yields the line spread function (LSF), the Fourier transform of which gives the profile of two-dimensional MTF. Compared with the previous methods, the MTF estimate determined by our method conforms more closely to the reference. A practical application of our MTF measurement in degraded image restoration also validates the accuracy of our model.

可调谐半导体激光吸收光谱具有高分辨、 高灵敏度和快速测量等特点, 已经在环境检测、 工业过程检测等方面得到广泛应用。 在直接吸收光谱技术中, 吸光度曲线以及积分吸光度的确定对于气体浓度反演、 线强校正等都有重要的作用。 对激光直接吸收光谱中吸光度和吸光度积分反演算法进行了研究, 采用分段多项式基线拟合方法来消除激光器光强波动的影响, 得到吸光度, 再用非线性拟合Levenberg-Marquardt算法进行线形拟合来获取积分吸光度。 通过水气吸收谱线的检测对算法进行了验证

为了优化设计光纤喇曼激光器的各项参量,采用喇曼激光器的基本理论模型模拟,提出了非线性最小二乘法和龙格-库塔法相结合的新算法,解决了模型中存在的两点边值问题,得到了级联喇曼光纤激光器的输出特性以及最佳光纤长度、激光阈值和斜率效率。结果表明,新算法非常有效,数值模拟的结果和相关实验相吻合。

利用动态光散射信号自相关函数的衰减线宽分布系数与指数项的线性关系,将线性估计与非线性最小二乘法相结合,对双指数法进行改进。该改进算法减少了初始化参数,将四个参数的优化问题转化为两个参数的交替优化问题,使拟合结果更稳定、精度更高,从而使粒径反演结果更准确。通过对100与1000 nm双峰分布颗粒散射信号相关函数的反演,改进算法对无噪声的相关函数反演结果的误差为零,优于双指数法至少1.708%。对加入噪声的相关函数反演,与双指数法相比,改进算法能减少误差0.558%-5.738%。表明改进算法的优化能力以及抗噪声能力都优于双指数法。

给出一种高分辨光谱数据处理的普适方法,它利用博里叶反卷积、滤波等技术对谱仪记录的光谱进行还原,去除实验安排中的源加宽等因素对谱分辨率的影响；然后再进行非线性最小二乘法拟合,突破谱仪的光谱分辨率极限,求得光谱的精细结构.给出了数据处理软件的基本结构框图,及应用于镁的类H、类He X光光谱求解证明了其有效性和实用性.