导引头在3 Ma（1 Ma≈340.3 m/s）超音速飞行状态下，受到气动加热的光学窗口温度急剧上升，产生大量红外热辐射，干扰探测器的成像质量。为研究气动热辐射对导引头红外成像的影响：采用ANSYS软件对导引头进行三维建模、有限元网格划分及温度场仿真；采用普朗克黑体辐射公式与TracePro软件计算仿真得到的目标源与光学窗口在不同温度下产生的辐照度，建立信噪比模型，分析光学窗口温度及目标相对距离对导引头红外成像质量的影响。实验结果表明，导引头在2、11、20 km海拔高速飞行10 s后，红外成像系统信噪比分别下降了91.8%、50.1%、20.7%，信噪比的下降会严重影响红外系统成像质量，必须使用制冷措施冷却光学窗口以降低干扰。研究结果可为导引头的光学窗口及光学探测系统的设计提供数据参考，为克服气动热辐射干扰的相关研究提供理论依据。

血糖无损检测技术已经成为生物医疗领域研究的一大热点,光声技术基于组织内部的光学吸收差异性,以超声作为媒介进行血糖检测,从原理上避开了组织对光学强散射的干扰,为血糖无损检测提供了一种高灵敏度的测量手段。对近年来血糖光声无损检测技术的发展进行了综述分析,首先简要介绍了血糖光声检测的原理,然后重点对国内外血糖光声检测系统按照激励源的不同进行分类介绍,归纳了血糖光声检测的实验进展,以促进国内血糖无损检测技术的发展。

提出了一种基于双色LED芯片的双波长像面数字全息显微术。将主波长为670 nm的红光芯片和主波长为521 nm的绿光芯片封装成半球型LED芯片,然后利用彩色CCD相机获取被测样品在两种照明光波下的彩色相移数字全息图,最后采用色彩分离技术、相移技术及双波长相位提取技术获取被测样品的相位分布及面型分布。实验结果证明了本文方法的可行性。

采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的(0001)面上生长氮化铝缓冲层, 并通过改变3层梯度铝镓氮（AlxGa1-xN: x=0.8,0.5,0.2）缓冲层的生长温度和氨气流量, 制备出了高质量的氮化镓外延层。分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征。实验结果表明, 随着氮化镓外延层中张应力的降低, 样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高。在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下, 氮化镓外延层中的应力值最小, 氮化镓(0002)和(1012)面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec, 薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×107 cm-2和3.1×108 cm-2, 样品表面粗糙度为0.381 nm。这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态, 显著提高氮化镓外延层的晶体质量。

利用可调谐脉冲激光器激发联合聚焦超声探测器前向探测模式搭建了一套血糖光声无损检测实验装置。 为了测试该装置的可靠性, 实验中利用532 nm泵浦Nd∶YAG调Q脉冲激光器激发不同浓度的葡萄糖水溶液产生实时光声信号; 采用脉冲激光在近红外波段1 300～2 300 nm内固定间隔波长10 nm扫描方式激发不同浓度的葡萄糖水溶液, 获取了不同波长下的葡萄糖光声峰峰值, 利用差谱方法筛选出了多个葡萄糖的特性波长; 然后采用主成分回归算法优选了三个特性波长, 并建立了浓度梯度与对应三个优选波长光声峰峰值之间的数学校正模型。 实验表明, 葡萄糖水溶液的光声信号符合弱吸收介质的柱状光声源模型; 利用建立的校正模型对校正集和预测集的葡萄糖浓度预测结果表明, 葡萄糖浓度的校正和预测均方根误差均小于10 mg·dl-1, 相似系数为0.993 6。

针对新一代空中交通管理系统对航空器航迹及空域背景三维显示的需求，提出了一种基于美国NASA的World Wind平台的空管系统三维显示技术。利用World Wind平台为显示子系统的三维空域背景进行渲染，采用透明目标层对航空器的三维动态信息进行显示，并通过空间变换的方式使航空器在目标层的位置与三维空域背景相一致。利用ADS-B地面站采集空域内航空器的实时动态信息，并利用此信息进行航空器的实时航迹三维显示。实验结果表明，所提出的空管系统三维显示技术与传统空中交通显示技术兼容，并能够为管理员提供更为直观的空域动态信息，有利于提高空中交通指挥的有效性和可靠性。

利用光声技术对血糖浓度无损检测进行了初探，搭建了一套可调谐脉冲激光器激发、聚焦超声探测的光声无损血糖检测系统，采用前向探测模式、前置预放大、GPIB-USB 总线传输和LabVIEW 软件开发平台，实现了葡萄糖水溶液的光声信号实时采集。实验得到了质量浓度为0~300 mg/dL 的葡萄糖水溶液的实时光声信号，并在1300~2300 nm 近红外波段内对不同浓度的葡萄糖溶液进行波长间隔10 nm 的连续扫描激发，得到不同浓度在不同激发波长下的光声峰峰值。利用差分和一阶导数谱方式得到葡萄糖特征吸收波长，对优选的多个特征波长利用最小二乘拟合算法建立了浓度和光声峰峰值数学校正模型，并对多个特征波长下建立的校正模型进行浓度反演对比，以预测均方根误差最小为标准，筛选出两个浓度预测结果相对较好的特征波长。

针对平面和凹面反射式光栅型光谱仪分光光路(SLP)，存在像差大、谱面平直度差和衍射效率不高等不足，设计了一套基于体相位全息透射式(VPHT)光栅的分光光路。在理论探讨的基础上通过数值仿真模拟了VPHT光栅的衍射效率情况；为了充分验证所设计光路的可行性，实验中通过光谱定标验证了光路的光谱分辨率优于2 nm，通过最小二乘线性拟合算法得到定标波长与对应探测像元的校准关系式，对635 nm 波长采用多次测量取平均值，测试结果表明波长绝对误差为0.37 nm，整个定标波长点的均方根误差(RMSE)为0.3 nm；另外，使用了多项式拟合算法建立了200~800 nm 光谱范围内的波长偏移量与对应衍射波长的关系式，能较好地解决分光光路中波长校正的问题。