在光电领域中，有许多光器件对温度稳定性的要求很高。非制冷红外焦平面作为不需制冷的红外探测器有很好的应用前景。为了保证焦平面上各敏感元的温度稳定性，设计了一个高性能、高精度的温度控制系统。介绍了采用赛贝克效应工作的热电制冷器(TEC)的工作原理，详细讨论了基于ADN8830 的温度控制电路的设计。通过实验对所设计的温控系统进行了测试，测试结果表明，所设计的温控系统完全符合焦平面上各敏感元对温度稳定性的要求。

报道了一种高脉冲重复频率，紧凑型横向激励大气压CO2激光器。激光器使用紫外电晕预电离方式，放电均匀、稳定。自由振荡情况下，激光脉冲输出能量达到15 mJ,输出脉冲宽度为60 ns。气体高速循环系统采用涡轮增压技术，最高循环风速可达100 m/s以上，激光脉冲重复频率为2 kHz。

对含热透镜的固体激光器谐振腔进行理论分析，得到等效谐振腔的G 参数，分析讨论G 参数随泵浦功率的变化，给出了不同腔型输出功率的变化情况。采用Tm:YAP激光器作为研究对象，由实验验证了不同腔型激光输出功率的变化，得出对平平腔固体激光器而言，短腔适合高功率输出的结论。

通过对激光作用于透明介质原理分析得知，飞秒激光脉冲在透明介质中传输会发生许多的非线性效应，使激光脉冲频谱产生极大的展宽，而形成白光辐射。探讨了白光辐射的光谱特性与锥角辐射现象，对上述分析与探讨进行了实验验证，实验结果表明，当激光功率达到一定值时，通过石英玻璃等固体透明介质后，可在接收屏上出现明显的白光光斑，其白光光谱覆盖了可见光到近红外波段，且具备良好的相干性。

激光在实际应用中常需要进行光束整形以便更好地适应实际需要。先从基尔霍夫衍射公式出发经过适当推理，导出了高斯光束通过微圆孔衍射变换的解析计算式，再分析讨论了高斯光束通过微圆孔衍射时的３种整形变换。利用Matlab软件进行计算仿真实验，给出了高斯光束通过微圆孔衍射的３种整形变换的情形，实验表明了解析计算式的可靠性和高斯光束通过微圆孔衍射3种整形变换的可行性，可将它应用于激光工程、微光学和微光机电中激光束的调控。

推导了空心高斯光束经过傍轴光学系统的传输模型；利用导出的公式计算分析了空心高斯光束在自由空间的传输特性；最后利用Matlab对传输方程进行模拟仿真。结果表明：高斯光束的阶数n和沿傍轴的传输距离z是控制空心光束的主要参数。随着阶数n的增大，高斯光束逐渐变为空心高斯光束，且中心暗斑和亮环的半径也相应增加；当传输距离z 增大时，空心高斯光束的光斑发散，同时黑斑面积占总光斑面积的比率减小，而在远场“黑心”区域消失了，此时轴上的光强变为最大。

为了探索利用激光雷达探测遮蔽目标，研究了遮蔽目标对激光雷达回波波形的影响，取得了遮蔽目标激光雷达回波波形的仿真数据。采用Levenberg-Marguardt 算法对回波非线性拟合，实现了对回波波形的高斯分解，获取了高斯回波分量的个数、位置、半宽和幅度等参数。通过对各个通道分离子波的时间匹配，得到了各个子目标在不同通道的回波分量，由不同通道回波分量的幅值可以获取其反射率比值及退偏度，实现对各目标回波的特征提取。

研究光学系统离焦量和探测激光束参数对猫眼光学系统回波强度的影响。通过数值仿真和实验的方法，分析猫眼回波强度与离焦量和探测光束参数关系。据此提出了通过改变探测光束参数增强猫眼回波强度的初步方案。

回波信号功率是影响雷达探测分辨率的重要因素。结合大气散射对激光传输的影响，建立了波长为200~1 200 nm的激光传输中大气散射衰减的数学模型，并对该模型进行了仿真分析，得出激光大气传输过程中大气散射作用对激光衰减及其回波信噪比影响的规律。

介绍了红外光学薄膜在红外光学系统中的作用。详细阐述了红外光学材料的选择、相应薄膜材料的选取以及红外增透保护膜的几种设计方法，并重点介绍了类金刚石(DLC)、碳化锗(GexC1-x)、磷化物(GaP)、金刚石(Diamond)等几种薄膜材料光学性能及其应用，最后对红外增透保护膜未来的发展进行了展望。

为克服经典理论不适合计算高占空比复合材料的情况，提出了一种利用等效电容计算复合材料的有效介电常数的方法。对于颗粒弥散型复合材料，将其看成是电容器内的填充介质。通过求解电容器的等效电容，进一步导出复合材料有效介电常数的计算公式。将此模型与MG模型以及EMA模型对比，其计算结果非常接近，表明这种方法原理正确、适应性强，并且在高占空比的时候与文献给出的实验值吻合得更好。

为了提高对目标的精确识别和稳定跟踪，在深入分析研究Mean-Shift 算法及跟踪原理的基础上，提出一种基于Mean-Shift 算法的目标跟踪系统设计思想。通过对海上及陆上目标的实际跟踪验证，表明该设计能够有效地去除海浪散射等背景干扰，实现对目标的稳定跟踪，验证了在复杂背景下基于Mean-Shift算法的目标跟踪系统设计是合理可行的。

深度估计方法可分为主动视觉和被动视觉两类。介绍了被动视觉测距中的五种深度估计方法，包括立体视觉、运动测距、描影法、聚焦法和散焦法，分析了各自的成像原理、数学模型和测量方法。最后，对基于计算机视觉的深度估计方法进行总结，分析了现有测量方法各自的局限性，提出算法进一步改进的方向是应用计算机视觉系统中需要的不同模板，联合依赖于实际环境的权重因子与被动深度估计算法相结合。这是当前计算机视觉研究的一个热点领域。

航空图像边缘提取对于图像的判读具有重要的辅助作用。在分析航空图像特点和形态学基本原理的基础上，提出了一种新的复合型数学形态学边缘提取算法。通过对一幅实际的航空图像的仿真实验，结果表明，该方法比传统的数学形态学边缘提取算法具有更好的抗噪能力和边缘提取效果，并且算法运算时间短。

为提高计算速度，复杂网格模型操作处理中的仿射变换计算被移植到具有可编程能力的GPU上实现。在并行计算中，每个线程计算一个顶点的k 邻域权重值和坐标变换，多个线程同时执行。经过对线程结构安排、设备存储器分配等的优化，充分发挥GPU并行运算性能。实验结果表明，GPU加速计算对大规模网格顶点仿射变换的处理得到了较好的加速效果。

采用太赫兹时域光谱技术(terahertz time-domain spectroscopy，THz-TDS)对钝感RDX(黑索金)和HMX(奥克托金)炸药在0～2.5 THz频段的太赫兹吸收光谱进行了探测。得到了待测样品的太赫兹吸收光谱，确定了其特征吸收峰的位置，与其他研究机构所测吸收谱进行了对比分析。结果表明，利用太赫兹时域光谱技术在空气环境下测量样品时，样品的太赫兹光谱会因空气中水蒸气的影响而出现振荡现象。并通过小波变换对空气环境中测试的数据进行了处理，消除了太赫兹光谱中水蒸气吸收造成的影响，表明了该方法的可行性。

针对激光光幕坐标靶测试中控制器I/O 口不足的问题，提出现场可编程门阵列(FPGA)和单片机相结合实现高速密集多路光电信号的并行采集与控制。采用FPGA作为光电开关信号数据的采集和存储装置，单片机控制FPGA的工作，并处理、显示数据。对7.62 mm弹丸的过靶坐标进行了测试实验，结果证明，基于FPGA和单片机的高速密集多路光电信号并行采集与控制系统解决了传统激光光幕测坐标靶的处理器I/O 口紧缺、处理速度慢等缺点。系统具有响应速度快、灵敏度高、可拼接的优点。

Linux 操作系统具有开源、稳定且便于移植到嵌入式设备中的优点，因而为嵌有Linux 系统的设备设计USB驱动，就成为实际工程需求。为解决支持arm 的Linux USB驱动，对USB驱动的数据结构进行了分析，修改了USB驱动的框架程序，用编译模块方法实现了对FT245 USB芯片的驱动加载，完成了基于arm+Linux 平台的USB驱动设计，并成功应用到专用测试系统中，通过实验，验证了设计的正确性。

结合伪装效果评价的要求，以中国颜色体系为基础，建立了CIE1976L*a*b*、LMS、lαβ 这3 种颜色空间的64 级亮度分量数据库，利用灰度直方图相似度算法，分析了以上3 种亮度分量在伪装效果评价中的应用问题。实验结果表明，L*分量具有均匀性较好，Lm分量和l 分量分别在灰度较低和灰度较高时，其伪装效果的评价结果与人眼判读结果相一致。

天幕靶探测灵敏度是天幕靶重要的性能指标。分析了天幕靶的工作原理和灵敏度机理，给出了光学镜头参数、被测弹丸长度与灵敏度之间的关系公式，提出了一种用小口径弹丸标定灵敏度的方法，推导了倍弹径数标定修正公式。通过气枪弹试验验证，文中研究的标定方法可行，给出的倍弹径数对实际使用具有明确的指导意义。

激光Z扫描技术是研究非线性光学材料性质的一种有利方法。介绍了激光Z扫描技术原理和激光Z扫描实验系统组成。针对激光Z扫描实验数据量大、稳定性要求高的特点，使用Labview 语言开发了激光Z扫描实验系统。该系统可对激光Z扫描实验进行自动化控制，并对实验数据进行保存和处理。实验表明，该系统能大大提高测试效率和稳定性。