为研究陕西省旬邑县西头遗址上庙墓地出土的西周早期铜泡和铜镜上的三处纺织遗痕P1﹑J1和J2, 使用红外光谱仪﹑三维视频显微系统和扫描电子显微镜对其进行了结构分析和种类鉴别。 从红外吸收光谱图中发现这三处遗痕都存在纤维素与木质素中的CH2弯曲振动产生的1 434 cm-1波数附近、 纤维素中葡萄糖环中C-O醚键伸缩振动产生的1 080和1 033 cm-1波数附近的强峰; 在1 645~1 610 cm-1区域内出现吸收峰, 该峰代表的是木质素中共轭羰基和CC的伸缩振动; 且J1﹑J2在纤维素中β-D-葡萄糖苷键的特征吸收振动谱带898 cm-1波数附近存在强峰; 这些特征峰都与天然麻类纤维的红外吸收光谱图吻合, 可推测这三处纺织遗痕为麻类纺织品。 显微观察发现其纤维表面较为粗糙, 径向呈圆筒状或扁平的袋状, 截面呈三角形和椭圆形, 与麻类中的大麻显微结构相似, 故推测其为大麻制品。 测量其纺织密度可知, 铜泡上的纺织品较为细密为23×25根·cm-2; 铜镜上的纺织品较为疏松, 分别为13×6和13×14根·cm-2。 使用独立样本T检验发现, 三处纺织品的经纬线直径数据存在显著性差异, 应是区别使用经纬线纺织而成的。 根据以上分析结果得出由于墓葬规格的差异, 铜泡上纺织物比铜镜更细密, 且铜镜上两种纺织品编织密度差异较大, 根据其附着的不同位置可推测铜镜上的纺织物J2为包裹物, J1为在埋藏时垫衬在铜镜下方的纺织物, 且铜镜在下葬时正面朝下放置。 从出土物可知, 在商周时期已经能利用大麻作物进行纺织, 并且纺织水平发展成熟; 铜离子的抑菌作用使墓葬中的纺织品保存至今, 这得益于古人使用纺织物包裹青铜器埋葬的习惯。

穆勒矩阵反映了物体对光波偏振特性的影响，包含大量的物体表面信息。采用基尔霍夫近似法分析了二维随机粗糙面的散射场和散射穆勒矩阵，数值模拟了入射角和相对粗糙度变化时铜、铁、镍、玻璃、铌酸锂的散射穆勒矩阵。仿真结果表明，金属和电介质的穆勒矩阵存在明显差异：随着入射角的增大，金属和电介质的m01、m10、m22、m33参数变化幅度分别小于30%和大于80%；随着相对粗糙度的增大，金属和电介质的m00、m11、m22、m33参数变化幅度分别超过60%和小于20%；金属的m23、m32参数随入射角的增大而增大，随着相对粗糙度的增大而减小，而电介质的m23、m32参数始终为0。这些差异可用于识别金属和电介质，也为物体表面粗糙度的测量提供了一定参考。

光学相干层析成像(OCT)能通过微型光纤探头实现人体内部组织和器官的三维结构或功能成像，在生物医学成像领域具有重要应用。本课题组提出并改进了基于大纤芯光纤的微型探头，同时通过调制大纤芯光纤的模式能量分布、模式相位差、模式干涉场的放大方式以及模式数量实现了出射光束的调控和成像性能的优化，以期同时获得较高的横向分辨率、较长的焦深和工作距以及较好的轴向光强均匀性。本文提出了相应的快速仿真方法，解决了模式数量多、模式干涉场复杂情况下探头参数的优化问题。仿真和实验显示，基于大纤芯光纤的探头能实现2～3.8倍的焦深拓展和2.1倍的工作距拓展，且在成像效果上相对于传统光纤探头有显著提升。由于具有尺寸小、成像质量好、结构牢固的优点，基于大纤芯光纤的探头在OCT内窥成像尤其是窄小空间内的高分辨率成像方面具有巨大的应用潜力。

为了判别嘉峪关戏台文物建筑彩画的胶料种类, 采用皮胶、 鱼鳔胶、 蛋清、 蛋黄、 牛奶为参考样品, 使用傅里叶红外光谱仪采集了参考样品及三件文物样品胶料的红外吸收光谱, 利用主成分分析结合线性判别分析(PCA-LDA)构建胶料种类判别的数学模型, 并应用于文物样品。 发现参考样品红外光谱在1 800～1 000 cm-1区间包含了丰富的分子结构特征信息。 该区间中蛋白类胶料的共同特征为1 650 cm-1附近的仲酰胺CO键伸缩振动峰, 1 542 cm-1附近的酰胺C—N键伸缩振动和N—H键弯曲振动峰, 1 240 cm-1附近的酰胺C—N键伸缩振动峰。 此外, 蛋黄、 皮胶和牛奶因其中含有较多脂类物质, 在1 745 cm-1附近还存在饱和脂肪酸酯羰基CO键伸缩振动峰。 在此基础上, 通过对参考样品红外吸收光谱主成分得分散点图的分析, 发现不同胶料参考样品的红外光谱类间差异显著。 据此, 使用参考样品红外光谱的主成分得分为训练集, 添加类别变量拟合判别函数, 绘制函数组质心图并进行交叉验证, 得出方程的判别正确率为93.3%。 发现因老化降解导致三件文物样品的红外吸收光谱与参考样品光谱有所不同, 但仍具有蛋白类胶料的特征。 利用PCA-LDA分析模型对文物胶料种类进行判别, 结果均为皮胶。 该胶料种类判别模型稳定、 有效, 用该模型判定嘉峪关建筑彩画胶料为动物胶中皮胶。

针对现有舰艇编队空中目标威胁评估的指标权重确定不合理的问题, 在给定改进指标的基础上, 分别运用区间层次分析法(IAHP)和熵值法得到组合权重, 从而确定威胁评估的指标权重。结合舰艇编队的特点, 利用改进的TOPSIS法构建了舰艇及舰艇编队空中目标威胁评估模型, 该模型适用于协同作战环境下的舰艇编队对空中目标的威胁评估。最后, 利用仿真案例进一步验证了该模型的有效性。

针对动态观察活体细胞形态的数字全息显微应用, 提出了一种结合划线拟合和深度学习的自动相位像差补偿方法.首先在全息面提取中心十字线上的物光场相位值, 通过二次多项式数值拟合构建相位掩模完成相位像差初步补偿.然后在成像面运用卷积神经网络生成二值化图像掩膜, 提取物光场中无物体区域的相位值, 再次通过高阶多项式进行数字拟合构建相位掩模完成相位像差精确补偿.最后得到无相位像差的再现相位像.该方法通过在全息面划线取值和数字拟合有效补偿物光中的主要相位像差, 降低了成像面物光场的图像轮廓复杂性, 利用有限的训练数据集获得能够准确建立图像分割的深度学习模型, 从而实现了准确的无需人工干预的数字全息显微自动相位像差补偿.基于离轴数字全息显微成像系统对多种具有不同形态特征的活体细胞开展动态观察实验, 并进一步应用该方法进行子宫内膜癌细胞抗药性筛选.结果表明该方法可以很好地用于动态显微观察, 从而为生物学细胞动态研究提供实验依据.

设计了适用于制冷型640×512 中波红外凝视焦平面阵列探测器和1920×1080 的CCD 的可见光/中波红外共口径光学系统。该系统在中波3.6～4.8 μm，可见光0.45～0.9 μm，环境温度－40℃～60℃工作，可见光系统焦距500mm，视场角为0.38°×0.43°，F/#为4；中波红外系统焦距600mm，视场角为0.38°×0.43°，F/#为4.8，满足100%冷光阑效率。本设计利用共用卡塞格林系统，利用分光镜实现可见光与中波红外光谱分光，之后接各自校正像差的镜组。该系统满足工程光学的要求，能够良好成像，双波段系统在－40℃～60℃环境温度下的也能够正常工作，并能够实现可见/中波红外远距离识别。

动物胶和蛋清是古代重要彩绘文物蛋白胶结材料, 对其光老化蛋白质结构变化的研究与探索彩绘文物病变机理和选择科学保护材料、 修复方法密切相关。 以维也纳艺术历史博物馆的动物胶（骨胶、 兔皮胶、 鲟鱼胶）和蛋清为研究对象, 利用红外光谱技术, 结合酰胺Ⅰ带去卷积和高斯拟合法研究光老化过程中蛋白质二级结构的改变。 结果表明, 四种胶光老化后仍然具备蛋白质红外光谱的典型吸收特征。 但红外吸收峰出现了不同程度的位移, 其中蛋清糖苷键明显蓝移。 酰胺Ⅰ带去卷积和高斯拟合结果显示, 蛋白胶的二级结构占比发生了改变。 其中, 骨胶α-螺旋结构占比降低22.24%, 逐渐解螺旋, 无规则卷曲结构占比明显增高（9.76%）; 兔皮胶和鲟鱼胶α-螺旋结构占比分别降低5.31%, 4.15%, 前者无规则卷曲增幅最低（6.96%）, 后者反而减少, 推测两者的光老化稳定性高。 蛋清α-螺旋占比降低程度最高（44.45%）, 无规则卷曲占比增幅极大（27.49%）, 光老化稳定性最差。 证实利用红外光谱技术, 结合酰胺Ⅰ带去卷积和高斯拟合法研究文物蛋白胶料二级结构变化的方法是可行的, 但其转化机理还需后期进一步探讨。