数字图像相关法作为一种直接有效的非接触、全场光学测量方法，已广泛地应用于各个领域材料和结构的二维/三维位移和应变测量。结合先进的散斑制备技术，在显微镜下进行原位加载实验，可实现微尺度数字图像相关位移和应变测量。微尺度下试样加载过程中将不可避免地出现离面位移，由于光学显微镜景深限制，微小的离面位移将导致散斑图像失焦模糊，从而为变形测量带来相应的误差。为减小这种失焦模糊带来的误差，采用盲去卷积方法对散斑图像去模糊，并针对噪声问题采用高斯滤波的方法对散斑图像进行去噪，定量分析了图像复原对数字图像相关测量精度的影响，并对indium tin oxide（ITO）薄膜进行了拉伸实验。实验结果表明，图像复原后测量的弹性模量误差减小了13.91%，应变测量结果的精度与稳定性更高。

由于散射介质的强散射作用,传统光学成像系统无法对散射介质后的物体进行成像与运动追踪。针对这一问题,提出了一种透过散射介质对运动物体进行追踪与重建的方法。基于散射介质的光学记忆效应理论,通过先验信息解算散射成像系统的点扩展函数,利用点扩展函数的轴向缩放关系确定轴向位移,利用重建物体的互相关确定横向偏移。基于此方法搭建的实验系统也很好地实现了散射介质后物体的快速重建与运动追踪。所提方法仅需采集移位物体的连续散斑图像即可追踪物体位移,无需特定装置且效果优异,有利于透过散射介质成像在生物医学领域的应用。

采用显微拉曼光谱和电阻测量技术,选择30支不同品牌和型号的黑色签字笔书写的墨迹样本,在分析所采集的拉曼谱图和电阻数据的基础上,对墨水的成分属性进行综合鉴别。结果表明,两种技术方法之间具有互证性和互补性,可以为黑色签字笔的种属鉴别提供一种准确、无损、便捷的新思路,适用于法庭科学添改文件鉴别,增强物证的证据效力。

采用激光显微拉曼光谱技术,选择10种不同品牌和型号的印泥(油)盖印印文的历时性样本,利用印文拉曼光谱中的1089 cm-1和1235 cm-1处特征峰的相对面积值(I)分析纸张、温度、热老化因素对印文形成时间的影响,探讨盖印时间与峰面积相对值(I)的关系。结果表明,I值随时间呈现规律性变化,尤其在近期内盖印印文的变化规律明显,适用于印文形成时间的鉴别,是一种准确、无损的检验方法。

大口径KDP/DKDP晶体在强紫外光辐照下产生横向受激拉曼散射效应(TSRS),受激放大的拉曼散射光将导致激光能量损失甚至激光损伤,测量DKDP晶体TSRS增益系数对设置激光装置的运行区间以确保晶体的安全使用非常重要。采用高精度光谱仪探测大口径DKDP晶体(氘含量65%)在351 nm激光辐照下的横向拉曼散射信号,得到了拉曼散射光的增长曲线,拟合得到的拉曼增益系数为0.109 cm/GW。同时,实验结果表明晶体体损伤不影响TSRS增长行为,表明晶体体损伤对拉曼增益系数测量结果的影响可以忽略。

采用激光显微拉曼光谱技术,对两年时间内的印文样本的拉曼光谱进行分析,通过已知检材的拉曼光谱数据与确切的不同时期的时间样本数据进行比对,得出QC匹配值。结果表明,可以依据QC匹配值判断印文的相对盖印时间,为印文形成时间鉴别提供一种准确、无损的检测方法。

空地目标分类是机载预警雷达地面目标过滤的关键步骤，可以有效改善目标航迹质量。在充分利用目标航迹信息和地面道路信息的基础上，研究了一种基于航迹与道路相似度的空地目标分类方法。首先，设计了一种将目标滤波点迹匹配到路段的快速算法，筛选出用于后续分类的路段;然后在含有曲线路段的情况下，计算目标航迹与道路的平均距离及相关系数;最后依据门限判决和滑窗处理来完成两类目标的分类。仿真结果表明，该方法在不同目标航迹分布情况下均能正确实现空地目标的分类。

为了使谐波转换系统保持高效稳定的3次谐波转换，采用数值模拟的方法，研究了基频光脉冲波形对3倍频转换效率的影响，并对高斯脉冲和平顶脉冲的不同谐波转换特点作了详细分析。当基频光为高斯脉冲时，在3GW／cm2的输入条件下最佳的2倍频转换效率为56．8%，低于理论预计的66．7%。进一步计算了不同功率密度下，最佳2倍频转换效率与超高斯脉冲阶数的关系。当考虑空间走离效应，基频光时间和空间均为平顶分布时，最佳的2倍频转换效率为62%；若基频光时间为平顶分布、空间分布为高斯分布时，最佳2倍频转换效率为51%，进一步地偏离66．7%。结果表明，当基频光脉冲形状偏离理想的平顶分布时，适当地降低2倍频转换效率，可提高3倍频转换效率。

提出了一种啁啾补偿群速色散的倍频方法, 通过向入射基频光引入合适的初始啁啾, 让其与色散相互作用, 以实现对基频光脉冲宽度的主动控制, 提高转换效率。研究结果表明, 这种方法能显著地提高倍频转换效率, 以氘含量12.6％(摩尔百分比)的KD*P晶体对脉宽30 fs, 中心波长为1.053 μm的宽带基频光的折返点匹配宽带二倍频过程为例, 当基频光转换极限位置处于晶体中心时, 能取得最佳的啁啾补偿效果, 转换效率可提高近22％。进一步研究了转换效率和转换带宽与晶体长度的关系。

为了测量瞬时转速，对旋转体转速在空间坐标系中的关系进行了研究，并建立了旋转机械瞬时转速测量模型。利用线阵CCD技术设计了一种新型光学瞬时转速测量系统。该系统采用3级流水线结构对测量数据进行实时处理。测试结果表明，该方法解决了旋转机械瞬态性能分析中瞬态转速测量存在的缺陷，克服了传统转速测量方法在测量瞬时转速方面存在的不足．为瞬时速度测量提供了另一种思路。