OLED显示已经在高端手机和电视领域获得成功应用,其未来的进一步发展得到学界和业界的广泛关注。目前OLED显示主要采用真空半导体技术制备高质量有机薄膜,可是其较低的材料利用率和较高的成本是制约OLED大规模发展的瓶颈。喷墨打印技术有可能突破这一瓶颈,成为未来在柔性显示中发挥其低成本、大面积、绿色制造工艺的优势。到目前为止,采用喷墨打印技术制备OLED显示屏仍然面临材料、薄膜工艺等诸多挑战。主要介绍了采用喷墨打印方法制备高质量有机薄膜和制备全彩色显示屏。

功率合成是获得大能量脉冲激光的有效方案。其中，多台脉冲激光器在时域上实现纳秒级同步是功率合成的关键技术。在论述自适应纳秒级脉冲激光时域同步控制原理的基础上，分析了影响同步时域控制的因素，提出了一种高精度脉冲激光同步时域控制技术。该技术采用负反馈精确延时的控制方式，实现对脉冲激光器出光时间的精确控制。完成了2台脉冲激光器的功率合成实验，实验结果表明，提出的高精度同步时域控制方案可以实现纳秒级精度的激光脉冲同步控制，激光合成效率≥95%。

噪声处理技术是结构光测量中的一个很重要的技术。投影光强在低环境光照强度下呈现指数传播特性,存在严重的噪声,降低了结构光测量的精度。为了解决此问题,提出了一种基于π/3相移的噪声补偿算法。经过相移,信号的强度反转,噪声强度相应反转,相移前和相移后的噪声叠加取平均,就可以达到噪声补偿的效果。实验表明,该算法简单易用,可以大大消除乘性噪声,提高测量的精度。

光学常数是液体的一个重要物理指标,液体光学常数的准确反演是其在污染物分析和物质鉴定等领域中应用的关键。通过粒子群优化算法与现有的双厚度法结合构造了一种反演液体光学常数的新方法(粒子群双厚度法),通过编程求解该方法。以蒸馏水为例,研究了该方法的适用性,并与现有的两种反演方法进行了对比分析。结果表明：粒子群双厚度法反演液体光学常数精度高,其中吸收指数求解值的最大相对误差不超过6×10-4%,优于现有的反演方法;实验测量偏差亦对粒子群双厚度法反演液体光学常数有一定影响,但对折射率影响较大,而吸收指数影响较小。

为了实现航空发动机转子叶片的在线振动测量,采用了微波传感技术对发动机转子叶片振动测量进行研究。推导了三自由度叶片机械机构的动力学数学模型,通过状态空间方程得到观测方程和观测向量,进而了解到观测矩阵,其转换矩阵可辨识频率、阻尼比和振幅。建立了一种辨识叶轮失谐时模态性能的仿真模型,解决了微波探头发射波形相位与壳体叶片尖端间隙的拟合关系,对脉冲极值和采样率进行了分析。该方法能较好地进行检测数据的特征提取与分析,获得转子叶片频率、阻尼、振幅等振动信息,得到最大响应频率5 MHz,间隙分辨率为25 μm。改进了转子叶片模态参数辨识和叶间隙振动测量方法,适合在一些苛刻的环境下运作,提升了发动机的振动检测能力。

根据细胞的生物吞噬特性,通过研究人肝癌细胞(HepG2)内吞Si纳米粒子的拉曼成像特性,提出了一种新的细胞凋亡检测方法。首先,在Si纳米粒子与细胞共培养过程中,对HepG2细胞施加不同浓度的凋亡诱导剂——黄连素,然后对细胞内吞的Si纳米粒子在520 cm-1处的特征拉曼峰检测成像,通过分析细胞区域拉曼像图像素的平均信号强度,表征细胞内吞Si纳米粒子的能力,再对照流式细胞术的检测结果从而获得在不同浓度细胞凋亡诱导剂作用下的细胞凋亡率。结果表明,随着黄连素浓度的增加,细胞区域拉曼像图的平均信号强度逐渐减弱,说明在HepG2细胞凋亡过程中线粒体的活性不断减弱,能量代谢受阻,造成细胞对Si纳米粒子的内吞能力减弱。特别地,在高浓度(150 μM)黄连素作用下,细胞区域内520 cm-1的特征拉曼峰十分微弱,说明此时HepG2细胞基本丧失内吞Si纳米粒子的能力。因此,基于细胞内吞Si纳米粒子拉曼成像方法,可以对不同环境下的体外细胞进行凋亡检测,将在细胞毒理研究和药效评价方面具有潜在应用。

针对投线仪传统检测方法存在占地面积大、检测效率低下、检测精度低等缺点,设计了一套基于平行光管测角及机器视觉测量的激光投线仪自动检测系统。系统由9根平行光管及面阵CMOS相机组成,能同时检测3根垂线及1根水平线。实验结果表明,相比于传统人工检测,本系统检测精度优于5″;操作简单,检测效率高,单台仪器检测时间小于20 s;同时采用了平行光管-CMOS相机图像测量系统,使得系统占地面积小于4m2。为了便于定位激光线中心,对采集到的图像进行了预处理,提取激光线中心采用灰度重心法的亚像素定位技术。

零件表面形貌是工件在不同加工过程中形成的结果。通过对表面疵病宏观与微观形貌研究,以实现对加工过程中产生疵病源头准确定位与控制。依据超光滑表面疵病特点,提出了有针对性的疵病两步测量法,设计了激光辅助显微镜检测设备检测疵病的形状、位置及方向等宏观特征;再采用白光干涉仪和原子力显微镜对这一疵病进行了深入的微观形貌检测,实现了对最大深度0.1 μm疵病的检测。两步测量法可以有效地控制并检测超光滑表面的疵病。

针对兵器外弹道试验中采用单一探测传感器易输出误触发信号的技术难题,设计了一种双源触发方案。采用电磁传感器在弹丸击发时输出击发启动信号,采用枪口火焰触发器探测弹丸离开枪口时火光输出火焰停止信号;触发时序控制电路接收到击发启动信号后,输出一个设定宽度的时间窗脉冲信号,在时间窗内接收到火焰触发器输出的停止信号,即可判定为有效触发信号,否则为干扰信号,进行滤除。通过实弹射击验证,每次射击均能可靠输出触发信号,无误触发现象,能够有效提高触发装置的可靠性。

阐述了包络法、色散模型拟合法、K-K变换法等常用的光学常数获取方法,并分析了每种方法的局限性。针对光学薄膜普遍在中红外波段存在水吸收,而导致其光学常数难以准确计算的特点,在以上几种方法的基础上,提出了一种改进的计算方法,并对该方法进行了推导。采用离子束溅射技术,制备了单层Ta2O5、Al2O3和Nb2O5薄膜,并用该方法计算了薄膜中红外波段的光学常数,结果显示,三种薄膜的消光系数均在2.7～4 μm波段存在明显峰值,表明用该方法计算的光学常数,能清晰地反映薄膜水吸收的特性,较常规方法具有更高的精度。

红外光谱成像技术在气体检测、环境监控、目标识别等领域得到了广泛应用。基于时间调制干涉原理,介绍了一种双波段傅里叶变换红外成像光谱仪的设计原理和工作特点。重点叙述了其干涉光学系统的设计,以及外场条件下的工程化措施。在此基础上,针对实际应用中目标与背景光谱特征区别难度大的问题,提出了一种光谱特征曲线解析计算方法。该方法采用光谱重排和一阶微分对差异特征进行放大,并基于主成分分析输出目标光谱检测结果。利用该方法,对实际场景红外光谱图像进行了目标检测实验。实验结果表明,采用该光谱解析方法可以较好地对目标和背景光谱特征进行区分,进而实现基于超光谱图像的目标检测。

设计了一种用于空间遥感卫星的高分辨率离轴三反光学系统,该系统具有大视场、长焦距、高分辨率的特点,其焦距f为1 200 mm,F/#为10,水平视场角可达±2.5°、垂直视场角可达±2.5°。当卫星轨道高度为300 km,传感器像元尺寸为8 μm时,地元分辨率GSD可达2 m。通过对参数的多次优化,最终设计的光学系统在空间频率62.5 lp/mm处全视场MTF值均大于0.3,成像效果优良,接近衍射极限。

波分复用技术已被用来解决骨干网和城域网中信息容量“瓶颈”问题。在实验室研究中，已经展示了几百Tb/s速率信号传输的可行性。然而，由于接入网对成本以及功耗的苛刻要求，波分复用技术在接入网中的应用仍然受到较大的限制。端口无关波分复用技术对波长、比特率和调制格式等透明，可使用单一收发器适配。主要关注免热电制冷器的波长透明工作的收发器，从而避免使用最昂贵的供电设备，并进一步开发能够极大减小器件和操作成本的实用端口无关收发器。此外，硅光子技术将为光波分复用接入网技术打开新的窗口。

针对系留式定位舱惯性测量单元对动态快速初始对准的需求,展开快速动态传递对准技术研究。设计了适合系留式定位舱惯性测量单元应用环境的传递对准算法,建立传递对准Kalman滤波模型,并进行了算法仿真验证。利用系留式定位舱惯性测量单元原理样机,借助双轴摇摆台进行了传递对准试验验证。统计结果表明,样机传递对准的航向精度优于3.4′,姿态精度优于1.7′。结果证明传递对准技术可用于系留式定位舱惯性测量单元初始姿态的确定,为后期潜艇本体位置归算提供保障。

重力模型误差是高精度导航系统的主要误差源之一,为提高惯性导航系统的导航精度,不仅要求陀螺和加速度计的精度很高,还要求系统的导航算法精度高。在导航系统初始对准和导航算法中都需要用到当地重力模型,为此需研究重力模型误差对导航系统的影响。首先介绍了现有重力模型的理论基础;其次利用三阶马尔科夫重力误差模型,推导垂线偏差引起的导航误差;最后通过仿真验证了重力误差模型对运动载体的姿态、速度、位置的影响。仿真结果表明垂线偏差对运动载体的姿态误差影响在角秒级,对水平方向速度误差的影响在0.1 m/s内,引起的位置误差在0.2海里量级。

高精度激光陀螺定位定向系统广泛应用于炮兵测地车、导弹发射车等车载平台,由于激光陀螺定位定向系统误差随时间快速积累,因此需要外部信息对其误差进行校正。目前惯性导航系统外部辅助观测手段主要有：零速修正、里程计、卫星导航等,基于卡尔曼滤波实现惯性导航系统误差校正,但均难以满足长时间、高效率、高精度、抗干扰的自主导航定位需求。地图匹配技术具有自主、高精度的特点,采用地图匹配与激光陀螺惯性导航系统相结合,形成地图匹配辅助惯性导航系统可满足以上要求。研究并提出基于曲线匹配的地图匹配方法,充分利用激光陀螺惯性导航系统的高精度姿态信息,基于线特征点间切向量夹角随弧长的变化量衡量待匹配曲线特征间的相似度,较现有的点到点、点到线的匹配技术有更高的定位精度。通过实验分析,曲线匹配修正后激光陀螺定位定向系统水平精度优于15 m。