作为浮游植物体内主要色素的叶绿素a能够指示水体富营养化的程度, 因此准确地获取与预测叶绿素a浓度可为保护海洋环境提供依据。 以中分辨率成像光谱仪获取的遥感影像作为数据源, 将同一水域的叶绿素a浓度图像作为相对真值, 采用卷积神经网络建立遥感反射率与叶绿素a浓度之间的关系模型, 进而实现对海洋叶绿素a浓度的反演。 首先, 对2020年全球海洋反射率数据(波段组合为412, 469, 488, 547和667 nm)和叶绿素a浓度数据进行倍数放大、 对数变换等预处理。 其次, 从中截取2020年1月太平洋与印度洋交界处的水域影像作为数据集, 并将其划分为训练集和验证集, 构建与训练海洋叶绿素a浓度的卷积神经网络反演模型, 以决定系数(R2)、 均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)作为评价指标, 优化反演模型。 最后, 使用2020年1月-12月的叶绿素a浓度数据作为测试集, 验证模型的反演精度。 结果表明, 构建的反演模型R2=0.930, RMSE=0.132, MAE=0.103, 证明模型给出的叶绿素a浓度的反演结果与真值具有较高的一致性, 能够应用于基于遥感影像进行全球海洋叶绿素a浓度的反演研究。

对感染黑斑病的刺五加叶片进行光谱特性研究, 能为药用植物病害的早期筛选与精准治疗提供重要研究资料。 实验目的, 运用高光谱成像技术实现植物病害的自动监督分类与识别。 实验过程, 首先使用高光谱成像系统在可见光波段（380～960 nm）内采集刺五加黑斑病的叶片样本, 光谱数据经过去除亮暗噪声和平滑预处理后, 再经过主成分分析实现数据降维, 继而运用基于不同核函数的支持向量机法建立分类模型, 最后利用总体分类精度、 Kappa系数等因子评价不同核函数对分类器性能的影响。 根据叶片表面的特征将其分为四类样本: 健康亮部、 健康暗部、 轻度病害和重度病害等。 对比各类样本的光谱可知, 刺五加的健康样本在540 nm波长存在一个明显峰值, 在620～680 nm光谱曲线急剧上升; 而病害样本的光谱反射率呈现缓慢且平稳的上升趋势, 上述特征能够将图像空间上反射强度接近的健康亮部和严重病害完全区分开。 经对比发现前四个主成分（PC1, PC2, PC3, PC4）在分类表达上存在差异, 主要表现为PC1含有的信息多, 能够较好地区分各类样本; PC2则出现健康亮部和严重病害的交叉混淆; PC3是对于PC2的补充, 能基本完整地表达轻微病害; PC4的贡献率仅有0.19%, 依然能够准确地识别严重病害。 不同主成分分量在表达各类样本特征中存在的差异能够作为复杂样本分类的参考依据。 对比四种核函数对支持向量机分类器性能的影响, 结果显示线性核函数的识别过程受光强反射的影响较大, Sigmoid核函数的训练精度易受数据集大小的影响, 在识别健康亮或暗, 以及轻微病害上均存在一定的误差, 多项式核函数与径向基核函数的效果较好, 其中, 多项式核函数的精度更高, 为92.77%。 研究表明, 利用高光谱成像技术能够准确地识别刺五加的健康叶片和患病叶片, 为实现自动诊断药用植物叶片病害提供新方法。

对肝细胞及肝病变细胞进行荧光光谱特性研究, 能为早期筛查与攻克肝癌提供光谱学依据。 实验目的包括, 通过光谱实验获得细胞特异性荧光光谱； 结合流式细胞仪获得最大饱和荧光强度与细胞直径的相关性。 实验过程, 首先使用荧光光谱仪来检测肝细胞、 肝纤维细胞以及两种肝癌细胞； 采用去拉曼散射的方法消除背景噪声, 获得五种浓度下细胞荧光光谱； 其次, 使用流式细胞仪检测四种细胞直径的大小, 根据双参数散点图分析四种细胞的直径特点； 最后, 利用高斯多峰拟合对比光谱差异, 并且分析细胞直径对荧光饱和强度变化趋势的影响, 得出细胞大小对荧光饱和强度非线性拟合曲线的影响规律。 光谱实验发现, 在550~750 nm之间, 肝细胞存在两个特异性荧光峰, 第一个峰值位于592 nm处, 第二个峰位于682 nm处, 且前者明显高于后者； 肝癌, 肝纤维细胞除具备与肝细胞相同位置的两个峰外, 在726 nm处出现第三个特异性荧光峰, 并在592 nm处获得最大激发光强, 在726 nm处的荧光峰高于在682 nm处的第二个荧光峰； 结合高斯多峰拟合法对峰值和各峰位置, 以及峰型展宽进行分析。 肝癌细胞和肝纤维细胞三个峰的展宽基本相同, 正常肝细胞最大激发峰展宽略小于另三种细胞, 但是682 nm处的小峰展宽略大于病变细胞； 流式细胞仪实验结果显示, 肝癌细胞直径大于肝纤维细胞大于肝细胞, 同种浓度下荧光强度也是肝癌细胞高于肝纤维细胞高于肝细胞； 利用非线性曲线拟合细胞最大荧光强度随浓度变化曲线, 根据曲线斜率的变化规律, 发现四种细胞的最大荧光强度会随着细胞浓度增大而增强, 但是逐渐呈现荧光饱和状态。 随着细胞直径增加, 最大荧光强度饱和趋势更为明显, 单个细胞自激发效率降低。 结果显示, 将细胞形态学与光谱学有机的融合, 结合两种分析方式, 能提高细胞判断的准确性和有效性。 通过对肝细胞、 肝癌细胞以及肝纤维细胞的荧光光谱特性进行研究, 并结合细胞直径分析荧光饱和变化趋势, 能够为肝病变细胞的研究提供一定的光谱学依据。

突破了衍射极限的超分辨光学显微成像通常被用于观测亚细胞的结构特性及其相互作用,对于研究基因组和攻克重大疾病具有重要意义。首先分别介绍了4种典型的超分辨显微成像技术的工作原理,然后阐述了多色荧光成像和三维成像等观测手段的研究进展,最后综述了近年来国内外超分辨光学成像在细胞活动观测、细菌细胞研究和细胞骨架观测中的应用现状。文中指出,影响成像质量的主要因素包括荧光蛋白较差的光稳定性、低的光活化速率以及弱的荧光强度等。随着上述问题的解决,超分辨光学成像将在厚样品三维成像、多色荧光成像和活细胞快速成像等方面得到广泛应用,最终推动生命科学、材料科学的发展。

利用800 nm飞秒激光光镊捕获了水中分散的银纳米颗粒，在玻璃基片表面直写银线，通过调控激光参数研究了激光功率对银线线宽及表面形貌的影响，实现了线宽为378 nm的银线直写。经过测试，直写的银线电阻率为固体银的19.88倍。此外，还利用该方法制备了银二维网格结构，体现了该技术在二维结构直写方面的良好加工能力。

太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理，论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式，如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析，总结了其发展趋势。

本文根据某远红外变焦光学系统的技术指标要求：波长为8m ～ 12m、焦距为60nm ～ 240mm的4倍连续变焦功能、F/#为1.5、短焦视场大于10°，研究了各种变焦光学系统的结构形式和各种结构形式的 优缺点，分析了变焦系统的变倍方式。另外，研究了非球面设计的特点，并将其成功引入该变焦系统的设计。最后，系统采用锗为 材料，选择负组机械补偿，仅通过单一镜片的变倍组和补偿组的轴向移动，就可满足变倍和像质要求。引入非球面后的结果表 明，非球面不仅能简化系统结构、减轻系统重量，而且能有效提高系统的像质，是提高远红外变焦光学系统性能的有效途径之一。

提出一种基于交会原理测量目标空间位置的新方法.面阵CCD摄像机安装在装填车上的机械手腕部.机械手方位回转时,利用CCD摄像机对发射车上的空间目标进行测量.根据测量元素方位角和高低角,采用交会方法确定空间目标的位置,从而得到两辆载车之间的坐标关系;依据计算结果引导装弹机械手将导弹快速装填至发射车.测量机构与装弹机构均为机械手,从而消除基准转换误差.通过误差分析及计算机仿真,证明可实现的测量精度为:长度≤±0.84mm,角度≤±2＇6〃,满足设计精度要求.

从保证扫描反射镜成像质量及功能的角度出发,介绍了扫描反射镜及其支撑结构材料的选取原则;探讨了扫描反射镜的支撑方式,以及各种支撑方式的适用范围;针对面型精度要求较高的反射镜,提出了柔性支撑结构的设计思想.通过CAD/CAE工程分析软件,在各种情况下,对采用柔性支撑结构前后的反射镜组件进行分析,由有限元模型变形情况的对比分析,可以验证此种柔性支撑结构的有效性.最终通过相机的外场试验,由相机的成像质量确定了反射镜支撑结构的可靠性.