以煤气化渣为原料, 采用一步直接烧结法制备了全固废煤气化渣微晶玻璃, 并研究了烧结温度和时间对全固废煤气化渣微晶玻璃晶相演变、机械物理性能和微观结构的影响。结果表明, 煤气化渣具有较强的析晶能力, 得到的微晶玻璃主晶相为钙长石相。在800~1 150 ℃, 随烧结温度的升高, 微晶玻璃结晶度先增高后有所降低。过高的烧结温度会使微晶玻璃内部出现片状结构, 理化性能下降。烧结温度在1 110~1 120 ℃, 微晶玻璃晶粒细小且分布密集, 表现出较好的物理性能。烧结时间对样品性能的影响较小。在烧结温度1 120 ℃、烧结时间2 h条件下, 微晶玻璃维氏硬度为6.92 GPa, 抗折强度为38.29 MPa, 抗压强度为432.72 MPa,体积密度2.618 g/cm3, 吸水率为0.21%, 耐酸碱性分别为3.13%和0.92%, 力学性能较优, 但吸水率及化学稳定性方面还有较大提升空间。

提出一种基于Fourier变换对称性和随机多分辨率奇异值分解(R-MRSVD)的彩色图像加密算法。首先计算归一化明文图像的平均值作为logistic-exponent-sine映射的初值,并生成随机矩阵和位置索引;然后对每个颜色通道分别进行二维离散Fourier变换,根据共轭对称性仅保留一半的频谱系数,并提取实部分量和虚部分量构建实数矩阵;最后对实数矩阵进行R-MRSVD和Josephus置乱操作,得到密文图像。将明文图像的像素特征作为混沌序列的初值,保证算法具有高敏感性和高安全性,同时实值的密文便于存储和传输。对算法的解密图像质量、统计特性、密钥敏感性、抗选择明文攻击、鲁棒性等性能进行测试,仿真结果表明,所提加密算法具有可行性和安全性。

为了解决激光打标系统中聚焦透镜焦深短等原因导致的系统打标范围小等问题,提出了一种基于飞秒激光成丝效应进行大幅面激光打标的方法,系统地分析了打标范围和分辨率。实验结果表明:飞秒激光成丝可以有效地增大焦深,实现大幅面平面样品的打标以及曲面样品的打标,并在打标系统的有效工作范围内,使分辨率均匀性得到了提高。

为了研究准确性更高的复杂多层膜光学参数测量方法，测量实际镀制红外带通滤光片的光学参数，对红外滤光片研制过程的设计优化与工艺的改进具有重要的指导作用。首先,在研究传统薄膜光学参数光谱测量方法的基础上，提出了包-全法，并研究了该方法的基本思想、物理模型以及优化算法;其次,设计制备了2 000~8 000 nm谱段内膜料单层膜和高透射率、宽截止中波带通红外滤光片，通过对比测量单层膜光学参数反演计算光谱与实测光谱的差异，验证了包-全法测量膜料单层膜光学参数的准确度及有效性，依据测量结果确定了膜料色散关系，甄别了膜层工艺的优劣;最后,采用包-全法与全光谱拟合反演法对红外滤光片的光学参数作了对比测量验证。结果证明：该方法能够准确测量红外滤光片的光学参数，测量结果可用于指导修正设计与工艺之间的匹配性，进而研制了性能更好的红外滤光片。

针对有缝拼接合成孔径同轴数字全息图的再现问题, 通过对接缝处预先进行灰度均值填充, 利用基于角谱理论的 Gerchberg-Saxton(GS) 加权改进相位恢复算法恢复相位, 获得全息图记录面上的完整复振幅信息.仿真模拟了该方法对粒子场的检测, 获得的再现像与模拟粒子靶的相关系数较传统方法得到的结果提高1倍以上, 并可以有效抑制接缝处信息丢失对合成孔径同轴数字全息图再现像的影响, 实现有缝拼接合成孔径同轴数字全息图的高质量再现.

提出了一种可用于干涉条纹傅里叶变换分析的空间载波频率估计方法.通过干涉条纹的加窗切趾处理及旁瓣质心坐标的计算,得到空间载波频率的高准确度估计.基于傅里叶变换的位移定理,用估计的空间载波频率实现了载频的移除.模拟和实验结果表明此方法可以有效地抑制传统干涉条纹傅里叶变换分析中的载频移除误差和频谱泄漏误差.

利用标量衍射的角谱理论,研究了基于两幅光强分布的相位恢复算法,并将此算法应用到光波的波前及光学元件面形的检测中.实验研究了球面光波波前的相位恢复及面形检测,给出了恢复波前与理想波前之间的偏差,采用求Zernike系数的广义逆矩阵的方法,用程序实现了光学元件面形的Zernike拟合.

采用光纤点光源的光学干涉实验与检测系统，需要的光学元件最少，具有最好的环境与机械稳定性，并以最简单的方法获得高精度的基准球面波，可最大限度地减少非平面检测的系统误差。为此，全面分析了影响光纤点光源品质的诸多因素，应用光纤光波传输的基本理论，提出了提高光纤点光源性能的简易方法，并采用数字全息的方法，对两个光纤点光源产生的球面波的干涉图进行计算分析，实现了对光纤点光源球面波的评价。结果表明，由光纤点光源所产生的球面波可以满足一般干涉检测对基准球面波精度的要求。

针对国内交通标志的属性特征, 提出了一种基于颜色和形状的交通标志分类算法。采用RGB模型分量值互减的方法对自然背景下的交通标志图像进行分割, 提取出感兴趣区域, 对标志区域进行形态学处理、边缘检测, 提取标志外层轮廓。利用Hough变换识别交通标志线性特征。在识别交通标志颜色和几何形状的基础上, 利用交通标志的分类知识实现交通标志的快速分类。实验结果表明, 该方法容易实现, 满足实时性要求, 并能达到较好的分类效果。

采用光栅谐振腔,对基于Pulser/Sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究.在增益体积为1.17 L,激光混合气体比CO2:N2:He=1:5:19的条件下,比较了刻槽密度分别为80、120、150 line/mm的光栅在不同工作气压和激励电路条件下的激光器调谐特性,其中,120 fine/mm的光栅谐振腔可以输出75条激光谱线,4条主要谱线(9R(20)、9P(20)、10R(20)、10P(20))输出能量与采用全反铜镜的非调谐谐振腔激光器输出能量相当.深入实验研究了120 line/mm光栅谐振腔激励电路和工作气压对长脉冲TE CO2激光器调谐特性的影响.