作为计算机视觉领域的热门方向之一，运动目标检测具有很高的理论研究价值和很广的实际应用空间。传统视觉背景提取器（Visual Background Extractor,ViBe）目标检测算法实时性高且内存消耗低，但存在受光照影响大、不能有效抑制拖影区域、无法消除阴影以及检测图像内部空洞等问题。鉴于以上不足，提出3点针对性改进策略：(1)优化算法核心参数。筛选最优值来替换以往经验值，从而提高算法性能，增强算法适应性。(2)引入光强检测算子。阈值半径随光强变化自适应，避免因光照变化而出现拖影区域。(3)增加阴影检测模型。利用感兴趣区域（Region of Interest,ROI）像素分布确定阴影位置，结合运动目标自身特性分割出目标区与阴影区。仿真实验结果证明：改进型ViBe算法不仅能够完整地检测、抓取运动目标，而且还可以有效地抑制拖影区域并消除目标阴影。

在月球激光测距与空间目标白天激光测距中，强烈的背景噪声会大幅降低测距成功率，在云南天文台1.2 m望远镜激光测距系统的接收光路中加入可调视场光阑，通过改变视场光阑孔径大小来调整接收视场，可减少背景噪声。但受到速度光行差等因素的影响，在接收视场减小到几个角秒时，回波会被光阑挡住无法通过，探测器接收不到回波信号。为解决这一问题，提出在视场光阑前加入二维偏转摆镜的方法，控制摆镜偏转使偏离的回波通过光阑中心被探测器正常接收。以高轨卫星和同步轨道卫星为目标，测量了回波信号偏离视场中心的角度值，并仿真分析了使用摆镜校正偏离角度值的效果。结果表明，该方法可以在小视场激光测距时快速高精度校正回波信号，可为满月时月球激光测距与空间目标白天激光测距提供支持。

基于变系数的分数阶导数薛定谔方程, 采用分步傅里叶算法研究了余弦高斯光束的传输和相互作用。在线性情况下, 单束无啁啾余弦高斯光束在传输过程中分成两束相同的高斯光束并形成Y形光束结构, 而啁啾余弦高斯光束在传输过程中产生两束不对称的光束。当莱维指数为1时, 两束啁啾余弦高斯光束相互作用之后形状保持不变。此外, 余弦高斯光束在周期函数、线性函数和幂函数形式调制的分数衍射作用下, 其传输结果分别展现出周期性的结构、抛物轨迹传输以及形状不变的传输。在非线性情况下, 饱和非线性效应破坏余弦高斯光束的周期性结构, 同时抑制余弦高斯光束的传输展宽。

受到晶体尺寸以及非线性光学性能的影响，目前可供选择的非线性晶体非常有限。DKDP晶体作为传统大尺寸光电材料，在光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置中得到了应用。高氘化的DKDP晶体有更好的光学性能，然而生长出高氘化DKDP晶体对生长环境等有更加严格的要求。本文通过改良的原料合成罐以及生长槽，采用点籽晶快速生长法成功生长出高氘DKDP晶体。按照Ⅰ类(θ=37.23°, φ=45°)切割方式制备样品，并对其氘含量、透过率、光学均匀性以及晶体激光损伤阈值进行测试。实验结果表明，晶体的平均氘含量达到98.49%，在可见近红外波段下具有较宽的透过波段和较高的透过性能。Ron1的测试结果显示，在3 ns、527 nm条件下，DKDP晶体的激光损伤阈值达到了19.92 J/cm2。晶体光学均匀性均方根达到了1.833×10-9，表明晶体具有良好的光学均匀性。

深空激光测距受距离遥远、大气损耗等因素影响，地面站接收到的回波光子数非常稀少，因此，研究增加回波光子数的方法对提高系统测距成功概率具有重要的意义。文中在云南天文台1.2 m望远镜激光测距系统发射光路中增加摆镜，通过快速高精度控制激光光束传播方向的方法搜索回波光子数较多的指向位置。首先设计了摆镜扫描系统，然后对系统进行仿真分析，模拟系统出射光束偏转角度和能量分布随摆镜偏转角度的变化情况以及利用摆镜进行搜索的效果，最后对测距卫星进行实际观测试验。测量得到系统使用的二维摆镜的最小分辨率为0.2″，经激光发射系统扩束后，可以实现最小0.005″的搜索步长，控制频率在100 Hz以上。实际观测结果表明，使用摆镜提高回波率的方法是有效的，并且目标轨道高度越高效果越明显，因此可应用于深空目标激光测距系统。

基于实际地形和气象条件, 通过插值技术实现从三维数字地球生成地形路径上高精确度的高程数据, 结合大气折射率模型和抛物方程模型, 计算电磁波在地形剖面上的传播损耗。通过方位角扫描, 计算出单站雷达在空间特定高度的能量覆盖范围。仿真结果表明, 该方法可同时考虑气象和地理因素对雷达能量覆盖范围的影响, 与人眼视觉范围对比更能体现电磁波的传播效应, 为有效预测复杂气象地理环境下雷达能量覆盖范围提供了一种可靠的技术途径。

夜间有雾环境中拍摄的图片具有光照不均、对比度低且模糊的现象。本文通过分析夜间有雾图像的成像特点, 提出一种有效的夜间图像去雾方法。首先, 在估计大气光时使用加权差分图像作为参考进行引导滤波来估计含轮廓信息的大气光; 使用拉普拉斯锐化灰度图像作为参考引导滤波来估计补充细节的大气光, 然后将算出的两种大气光融合得到最终的大气光。最后, 基于广泛使用的雾霾场景成像模型, 本文算法结合暗通道和亮通道构建了双通道联合优化的透射率函数, 在计算透射率的过程中加入了自适应权重系数、限制对比度自适应直方图均衡化和引导滤波来提高透射率函数的精度。实验结果表明, 在测试图片上计算的信息熵平均值为7.587 2, 对比度均值为23.809 7, 和对比算法相比均有一定提升。所提算法去雾结果视觉效果良好, 在去雾的同时可以有效减少细节的损失。

基于激光熔覆同轴送粉成形技术，利用316L不锈钢粉末和镍基718高温合金粉末制备二维突变梯度材料。通过电子探针检测技术在宏观层面分析整个试样的元素变化规律，通过扫描电镜及其附带的能量色散谱仪在微观层面分析界面处的微观组织及元素变化规律。结果表明：在宏观分析时元素含量突然变化，在微观分析时发现存在长约500 μm的过渡区间；界面处显微硬度变化显著，微观组织逐渐变化，但镍基718高温合金侧元素偏析明显，以Laves相和碳氮化物为主，316L不锈钢侧以胞状晶为主，且含有少量碳氮化物。