光谱共焦显微技术结合了共焦显微镜的高空间分辨率和光谱分析的高波长分辨率，凭借精度高、适用性强、无损检测等特性，广泛应用于工业生产、生物医疗和半导体芯片等领域。首先介绍点光谱共焦系统的原理，指出点光谱共焦检测效率低的缺点。其次，针对光谱共焦显微技术的关键性能指标改善，阐述了在光源、色散物镜和光谱信号检测等方面所取得的主要成果，并对各类光源进行定性对比。随后展示光谱共焦显微技术的扫描方法，梳理了相关研究进展，并总结了相关方法的优点和缺点。最后，展望光谱共焦显微技术未来的发展趋势。

中子偏置CT（computed tomography）扫描是一种有效的大尺寸样品层析检测方法，但投影数据截断会导致较大的CT系统转台旋转中心标定误差，严重影响成像质量。基于投影数据对称性原理，提出了一种计算旋转中心左侧和右侧投影数据和之间方差的偏置CT扫描旋转中心精确标定算法。设计了对称补数据重建算法和投影数据预处理重建算法，验证得到，对称补数据重建算法对旋转中心标定误差更为敏感，较小的误差值会导致补齐后投影数据出现拼接缝以及拼接错位问题。提出了一种中子投影数据噪声仿真方法，设计的三维仿真模体验证了所提标定算法与投影数据预处理重建算法在不同旋转中心偏置大小以及不同强度投影噪声条件下的性能优势。基于反应堆中子源开展了中子偏置CT扫描成像验证实验，获得了样品清晰的内外部结构细节，中子CT成像系统的成像视野扩大了31.4%。

光束扫描系统在光学显微成像中扮演着重要的角色，针对现有光束扫描中继系统尺寸、像差较大以及装调精度要求高的问题，提出一种双二维微机电系统（MEMS）振镜光束扫描方法。该方法采用两片二维MEMS振镜进行光束远心扫描，其中，一片MEMS振镜替代传统中继系统中的scan lens和tube lens，避免像差的引入，缩减系统尺寸，最终完成了小型化、结构简单和无像差的光束扫描系统设计。基于该方法构建了小型化共焦扫描显微镜，并对台阶样品进行扫描成像，验证了该方法的可行性。该方法为光学显微成像提供了一种新型的光束扫描手段，可为光学显微成像技术在深空探测、现场检测和生物医学等领域的进一步应用提供一种新的技术途径。

为了实现弱回波信号下非合作目标识别跟踪, 文章基于单像素光子计数激光雷达系统设计了目标识别跟踪策略, 并且提出了一种目标识别跟踪方法。该方法首先将单像素光子计数激光雷达系统采集得到的三维点云经过插值处理得到直观的距离像, 然后采用最大稳定极值区域算法分割目标和背景, 根据目标轮廓特征识别并选择需要跟踪的目标。最后提取识别目标的质心, 与激光雷达扫描中心的偏差作为误差信号, 控制伺服系统在扫描的基础之上执行目标跟踪。实验结果表明, 当激光发射能量为625pJ、回波光子数为25时, 该系统能对距离为5m、角速度约为2mrad/s的目标进行稳定的识别跟踪; 验证了基于单像素光子计数激光雷达的策略及方法能够稳定的分割目标和背景, 以及正确提取需要识别跟踪测距的目标质心, 为弱回波信号下目标识别跟踪测距提供一种有效直观的探测方法, 同时, 弱信号探测作为远距离探测的必要条件, 为远距离下的目标探测及识别跟踪提供了一个新的技术方向。

随着精密仪器制造和半导体加工产业的蓬勃发展，对微小结构表面形貌的观察和测量是现代科学研究的一个重要方向。激光扫描共聚焦显微成像技术因高分辨率、高信噪比和优秀的层切能力在三维表面形貌测量领域备受青睐。介绍共聚焦显微成像技术的基本原理，并对适用于三维表面形貌测量领域的共聚焦显微成像方法进行综述，包括共聚焦成像的不同扫描方法、不同探测手段及基于光谱的共聚焦成像技术。最后，对共聚焦显微成像技术未来的发展趋势进行展望。

将混沌激光作为激光光源，利用混沌互相关信号具有类delta函数的特性，结合等角型扇形光束扫描技术实现了对组织仿体中异质物的尺寸、位置、光学特性和结构重建。等角型扇形束扫描系统包含1个准直混沌光源和2个光电探测器。准直后的混沌激光穿过组织仿体被光电探测器接收，通过混沌光源和光电探测器同步旋转，获取不同角度下出射光的时域信息；对出射光与参考光进行互相关运算，提取互相关峰值，得到光在组织仿体内的衰减信息，通过异质物与仿体背景衰减系数的对比，实现对组织仿体内异质物的检测。根据光在仿体中散射和吸收引起的衰减规律，建立了混沌信号互相关峰值作为投影数据的理论模型，采用滤波反投影算法实现图像重建。结果表明，基于混沌激光的等角型扇形束扫描成像方法有较高的检测精度，能够区分不同衰减系数的异质物。

水下结构光带中心提取的主要困难是散射问题和目标表面纹理导致的反射光分布不均问题。提出了一种水下信息采集新方法，此方法利用结构光扫描目标实现卷积过程，解决了非均匀照明引起的后向散射背景非均匀分布问题，同时，从统计的角度也降低了噪声起伏的不确定性；基于此系统，提出了一种“虚拟孔径”方法，以消除后向散射；提出了一种利用复原图像去除目标纹理提高中心提取准确率的方法，此方法使传统中心提取方法可应用于包含细节信息的水下目标，拓展了传统中心提取方法的应用范围。水下实验验证了所提方法的可行性和有效性。

航空红外光电遥感技术具有可全天时工作、机动灵活、空间分辨率高等不可替代的优势，是遥感科学、国土监测、**应用等领域的重要手段。发展航空红外光电遥感技术对我国的经济发展和**建设至关重要。近年来，航空红外光电遥感技术发展很快，在高光谱分辨率红外成像和高空间分辨率红外成像方面取得了重大突破。高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、高辐射分辨率是红外光电仪器发展的重要方向，本文在介绍国际最新进展的同时，给出了上海技术物理研究所航空遥感团队在全谱段高光谱、面阵扫描成像两个方面的重要技术突破，成功应用于土地分类、核电站温排水监测等方面，展示了最新成果。