为探究灰铸铁表面激光熔覆镍基WC合金的最佳工艺参数，改善灰铸铁表面熔覆质量，避免因其选择不佳产生缺陷，利用高功率半导体光纤耦合激光器制备单道涂层，通过Leica光学显微镜对熔覆层几何特征进行测量，结合正交极差分析数据获取极差结果，并根据因素效应图分析工艺参数对几何特征的影响机制，通过稀释率和宽高比的等值线图及实际工程需求优化工艺参数范围进行优化选取，最后结合实际工程成本探究出最佳工艺参数。结果表明：三因素对熔覆层几何特征具有重大影响且激光功率为主要影响因素。最佳工艺参数为激光功率1 400 W，扫描速度5.8 mm/s，送粉速率15.5 g/min。最优工艺参数下熔覆层高度为1 540.5 μm，熔宽为4 680.5 μm，熔深为88.9 μm，稀释率为5.46%，宽高比为3.04，均满足实际需求。研究为工程实践提供了理论基础及参考依据。

为提升液压立柱27SiMn钢在矿井下的耐腐蚀性能，利用半导体光纤耦合激光器在27SiMn钢基材上进行铁基合金粉末多道搭接熔覆，对制得的铁基合金熔覆层横截面宏观形貌、显微组织、耐腐蚀等级和腐蚀机理进行研究分析。结果表明，在以稀释率为主要考虑指标，2 000 W的激光功率、15 g/min的送粉速率、6 mm/s的扫描速度和50%搭接率的工艺参数下，可以制得最佳稀释率和宏观形貌良好的熔覆层。熔覆层中上部生长的树枝晶具有明显的方向性，熔覆层的耐腐蚀等级相较于基材提升了2级，重度腐蚀区为晶间腐蚀，耐腐蚀性能相较于基材显著提升。研究对液压立柱修复强化工程实践具有重要指导意义。

为改进传统人工方法对熔覆区域裂纹检测耗时、准确率低的现状,提出了一种融合注意力模型的熔覆区裂纹自动识别方法,以便对裂纹进行标识和检测。基于U-net网络构造的熔覆裂纹语义分割网络存在对局部小特征提取能力不足的问题,而通过增加注意力模型(CBAM)层,提取特征空间和特征通道的权重信息,就可以对激光熔覆区微观裂纹进行实时的像素级标注和检测。实验结果表明:引入注意力模型的深度学习模型可使熔覆裂纹的识别和检测准确率提升2.7个百分点;融合注意力模型的网络在熔覆区域裂纹测试集上的准确率为79.8%。深度学习模型标注的准确度和速度均已超过人工标注,为激光熔覆裂纹的识别提供了有效方法。

提出一种定量评价红外焦平面阵列混叠效应的方法, 这种方法基于采样传递函数和混叠效应的方向性,建立了焦平面阵列设计参数与混叠效应间的定量关系。利用此方法定量分析了矩形阵列和六边形阵列的混叠情况, 结果表明: 六边形阵列的混叠值较矩形高4%。完成了混叠效应对焦平面阵列任意方向上等效带宽的修正, 进而分析混叠对其成像质量的影响, 结果表明: 当考虑混叠时, 矩形阵列的成像质量较六边形高11% 。

以往的背景杂波度量存在取固定经验性的权重值或忽略人眼视觉响应(HVS)等问题，无法准确度量背景杂波。提出一种新的杂波度量方法，这种方法引入最佳响应阈值模拟人眼对杂波响应的适应性，并利用该阈值研究背景的相似性对目标获取性能的影响，进而完成对杂波的度量。利用Search_2数据库验证该杂波度量方法的合理性。实验结果表明，基于该度量的目标获取性能预测与主观数据一致。目标探测概率的均方根误差为0.0835，相关系数分别为0.7124和0.7444；目标虚警概率的均方根误差为0.0691，相关系数分别为0.7874和0.6753；目标搜索时间的均方根误差为3.2321，相关系数分别为0.7630和0.7710。

为方便老年人、视力障碍者等特殊人群看清手机上的文字及图像，采用ZEMAX光学设计软件，从高折射率材料，镜片面型和类型的选择上，以及从使用双胶合镜或非球面等方面设计了几款手机屏幕放大镜。通过分析手机屏幕放大镜特点，发现用非球面镜片不仅可以改善屏幕周边的像质并可减小镜片厚度。最后，还设计了几种放大镜与手机的契合方式，以克服现有手机放大镜片的不足。