采用AlCu焊丝对铝/钢异种金属进行激光-CMT复合熔钎焊试验，系统研究复合焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律，分析接头的硬度分布、微观结构及拉伸性能。研究结果表明：提高激光功率、增大送丝速度或降低焊接速度均可以提高铝在钢侧的润湿铺展效果，获得了优化的复合焊接工艺参数：激光功率2 100 W、送丝速度4.0 m/min和焊接速度1.0 m/min。铝/钢界面金属间化合物呈现双层结构，靠近钢侧为板条状，靠近铝侧为针尖状，在最佳复合焊接工艺参数下的金属间化合物层厚度约为2.1 μm，相组成为Fe4Al13、Fe2Al5、FeAl3和Al2Cu。接头的平均抗拉强度约为164.9 MPa，可以达到铝合金母材的67.3%，断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂模式。

分别采用脉冲宽度为100 ns、3 ps激光对厚度为80 μm的Zr-21Cu-4Al-1Ti（ZT1）非晶合金进行切割试验，研究激光加工非晶合金的适应性。结果表明：纳秒激光加工的热效应明显，加工区域存在重铸、裂纹、飞溅等典型的热致缺陷，并且在外侧形成了较大范围的晶化区域，晶化区域的材料表面具有独特的纹理和颜色。皮秒激光可实现近“冷”加工，加工区域呈现非热熔性去除形貌，无重铸、裂纹、飞溅等热致缺陷，并且未发现晶化。在大气环境、多脉冲、高能量密度等条件下，纳秒、皮秒激光的加工区域均出现了不同程度的氧化。前者发生在整个热影响区表面，后者只发生在激光辐照区域。

激光清洗为工业清洗提供了优选方案，然而激光清洗机制是高度非线性的物理过程，造成激光清洗的检测困难。试验通过工艺分析与视觉图像分析激光除漆过程，建立了完备标准化的激光除漆图像数据集，采用卷积神经网络框架，优化深度残差网络以适用于除漆多类别分类的检测任务，在测试样本判别上实现了98.75%的准确率。证明了卷积神经网络在除漆判别任务上的泛用性，具有潜在的研究意义与实用价值。

针对纯铝设备线夹表面氧化层的清理需求，研究纳秒脉冲激光清洗纯铝设备线夹表面氧化层的工艺。通过不同工艺参数下的对比试验，研究不同功率和光斑叠加率对激光清洗效果和清洗效率的影响。在高效率激光清洗的前提下，通过研究不同重复频率和扫描次数对激光清洗效果的影响，进一步优化纯铝设备线夹表面氧化层激光清洗工艺。结果表明：在高功率、50%的光斑叠加率工艺设定下，氧化污染表面具有良好及高效的清洗效果；在上述基础工艺上，优化重复频率和扫描次数，能进一步提升表面的清洗效果；过高的功率、光斑叠加率及扫描次数，均会造成表面的过清洗。

针对当前输电线路无人机巡检中树障隐患检测计算量大、效率较低的问题，设计了基于激光点云数据的电力线重建和树障隐患快速检测分析的方法。该方法首先根据高程分布特征、点云密度特征和倾斜角度特征提取电力线点云，分离各条电力线并将其矢量化，然后提取植被点云生成三维凸包，最后通过计算植被凸包点与电力线矢量的距离提高了树障检测效率，快速检测出该线路内的树障隐患信息。结果表明：电力线提取结果完整准确，电力线三维重建精度和树障隐患检测效率较高。该方法对输电线路地形、线路走向和点云密度等因素鲁棒性较好，大幅提高了输电线路树障隐患检测的质量和效率，为大规模复杂环境下的输电线路树障隐患检测应用提供了参考。

非视域成像技术采用非传统光学技术，利用间接成像的方法对无法直接观测的隐藏物体进行探测。针对目前试验系统复杂且需要场景扫描，导致数据采集过程复杂且需要大量时间的问题，提出基于阵列式APD的透射式非视域成像试验设置，试验设置操作简单且不需要场景扫描，实现快速数据采集。针对非视域成像技术一般只能获取不完全（缺失）角度的数据，使用反投影算法不能得到理想的重建结果的问题，提出利用联合代数迭代（SART）重建算法对非视域成像物体进行三维重建。试验结果表明：SART算法能够在部分角度数据下，更好地去除反投影算法中的伪影和噪点；在最初的第2和第3次迭代后，通过计算，其峰值信噪比PSNR值提高了1.392 8、2.466 3，其结构相似度SSIM值提高了0.119 8、0.231 2，表明该方法能有效提高非视域物体的图像重建精度。

精密零件外观设计对尺寸精度具有严格要求，为减少尺度偏移情况，满足其性能指标要求，提出基于多激光传感器检测的复杂曲面精密零件外观设计。确定敏感器件与成像轴之间的倾斜角，采集零件内部信息；引入模糊集理论和隶属度函数，平滑滤波处理采集测点信息，减小采集数据噪声；确立几何、物理、性能参量间耦合关系，通过线性敏感度模型实现几何参数补偿；定义三种曲面和四个标架系表述约束条件间位姿关系，将其变换为矩阵形式，获得更深层次的位姿表达式，用以检测精密零件外观是否合理，零件实用性是否更高。试验表明，该方法可以全面获取零件信息，减少数据噪声，检测能满足精密零件的外观设计要求，使设计的零件外观更加精准，有利于精密零件的实际使用。

激光扫描建模中通常采用一次匹配技术，但是室外三维景观处于三维环境下，一次匹配会导致大量激光点云数据特征丢失，导致室外景观三维建模效果差。提出基于二次匹配技术的室外景观三维激光建模方法。首先，在三维激光扫描技术中引入SFM方法，以此获取完整的点云数据，选取控制点进行初始配准，通过ICP算法精确配准两种点云数据。为提高点云数据的融合性，针对数据颜色等特征进行二次匹配，实现点云数据融合。最后，使所有点云数据在同一坐标中，将融合过的点云数据进行去噪、滤波和点云拼接等预处理，将数据中的两种曲面进行拟合并导入三维软件中，实现室外景观建模。试验结果表明，所提方法的三维景观建模立体水平较高，建模效果清晰，精度较高。

为提高传统激光熔覆涂层中的组织性能和整体质量，采用空载式超声振动辅助设备制备涂层。在45钢表面制备304L+La2O3涂层，分析研究了熔覆层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明：超声振动产生的空化效应以及声流作用能够使涂层晶粒更加细小，改善组织性能。施加超声后熔覆层硬度平均为758.2 HV，比无超声工艺提高了7.4%，摩擦因数和磨损量分别降低了6.5%和12.9%。

机载激光雷达已允许快速生成大面积区域的高分辨率数字高程模型，但是自动识别密集建筑物或茂密植被所覆盖区域的地面点与非地面点还比较困难。提出了一种移动曲面拟合最小二乘迭代算法自动快速对Lidar数据进行滤波，该方法采用移动窗口加权迭代最小二乘法来选择种子点，基于自适应阈值，逐步对非地面点和地面点进行滤波和分类。在四个研究区域进行的试验表明，新的滤波方法可以将市区和茂密植被覆盖的地面和非地面点分开。对于Ⅰ类误差，新算法的错误范围是4.08％~9.40％，对于Ⅱ类误差，错误范围是2.48％~7.63％，对于总误差，错误范围是5.01％~7.40％。

主要研究叶绿素铜纳盐溶液，以及加入氯化钠之后的混合溶液的光学非线性效应，为水下激光通信、强激光水下探测等应用提供了一些参考价值。研究采用Z扫描技术分别测量了纯水和混合氯化钠的叶绿素铜纳盐溶液在532 nm处的光学非线性效应。研究发现，叶绿素铜纳盐的光学非线性效应随着溶液浓度增大而增大；当混合了氯化钠溶液之后，出现了非常大的非线性反饱和吸收现象。因此，这种混合溶液可以作为非常好的光限幅材料。

研究各向异性大气湍流中部分相干扭曲涡旋光束（PCTVB）的M2因子，并对其进行了数值模拟。研究结果表明，通过联合调控PCTVB的扭曲因子和涡旋因子，能有效降低湍流对光束传输质量的影响：调控扭曲因子和拓扑荷越大，PCTVB能更加有效地抑制湍流对光束传输质量的影响；调控扭曲因子和拓扑荷同号，PCTVB的抗湍流能力得到增强。对传统高斯谢尔模光束（GSMB）与PCTVB的M2因子进行了比较，结果表明PCTVB的抗湍流能力明显强于传统GSMB。此外，还发现各向异性因子可以弱化湍流对光束传输质量的影响，且各向异性因子越大，湍流对光束传输质量的影响越小。

传感器是配电物联网的基础，尤其是基于布里渊散射的分布式光纤传感器应用日益广泛。为了提高基于布里渊散射的分布式光纤传感的测量速度，为基于温度的电气设备状态感知奠定基础，对单斜坡法在光纤沿线温度测量的适用性进行了研究。编程实现了基于伪Voigt模型的谱拟合法和单斜坡法的计算机程序，针对不同信噪比的布里渊谱分别采用谱拟合法和单斜坡法计算光纤沿线的温度。结果表明，在一定的信噪比和光纤沿线布里渊频移波动程度范围内，单斜坡法的计算准确性可以达到与谱拟合法相近程度，但谱测量时间可以缩短为后者的几十分之一，对应的计算时间仅为谱拟合法的1/758。研究了信噪比、布里渊频移和线宽不确定度对误差的影响，结果表明，随信噪比（以dB为单位）增加，温度误差快速下降，然后逐渐趋于稳定值；随布里渊频移与工作点差距的增加，温度误差增大，且加速度随二者差距的增大而增大；温度误差随线宽偏差的增大而增大。

探讨5-氨基酮戊酸光动力疗法（ALA-PDT）联合液氮冷冻治疗复发性尖锐湿疣的临床疗效及对患者局部人乳头瘤病毒（HPV）6/11型载量的影响。对30例复发性尖锐湿疣患者进行ALA-PDT联合液氮冷冻治疗，每7～14 d重复一次，共4次。治疗结束后每2周复诊1次，在末次治疗后3个月进行临床疗效评估。采用实时荧光定量PCR技术检测联合治疗前及末次治疗结束后2周原病灶部位HPV6/11DNA，分析联合治疗后HPV6/11转阴率及未转阴患者病毒载量的变化情况。完成联合治疗的27例患者中，6例（22.22%）在末次治疗后3个月内疣体复发。该27例患者中有25例在联合治疗前HPV6/11DNA阳性，其中16例（64.00％）在末次治疗结束后2周HPV6/11DNA转阴；其余9例HPV6/11DNA未转阴者,对其联合治疗前后病毒载量的变化情况运用2-ΔΔCt相对定量法分析得出，经联合治疗后原病灶部位HPV6/11DNA载量明显低于联合治疗前，两者差异有显著统计学意义（S=-22.5，P<0.01）。可见，ALA-PDT联合液氮冷冻治疗能够有效地降低复发性尖锐湿疣患者病灶局部HPV6/11DNA载量，提高转阴率，减少复发。

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。

利用激光熔覆技术在镍基合金表面制备了SiC增韧增强的硅化钼复合涂层，研究SiC含量对涂层的裂纹与气孔的形成、组织结构特征、物相组成及硬度、高温摩擦磨损和高温抗氧化性能的影响。结果表明，随着混合粉末中SiC含量的增加，涂层的显微硬度值逐渐增大，高温摩擦磨损性能和高温氧化性能增强，但过高的SiC加入量会使熔覆层的气孔和裂纹倾向明显增大。在SiC含量最高为15%时，涂层无明显成形缺陷，熔覆层组织主要由γ-Ni、Mo2Ni3Si、MoSi2及SiC等相组成，显微硬度值可达814 HV，是基体的5.4倍。

为解决如轴承、齿轮、连杆等45钢构件，在高温高压环境下于交变载荷作用下失效的问题，将Ti和SiC粉末预设在45钢基体表面后进行激光熔覆制备Ti+SiC复合涂层，通过改变在激光熔覆过程中的激光功率、扫描速度等工艺参数，研究了工艺参数对复合涂层微观组织演变、微观结构和表面性能影响的一般规律。结果表明：涂层由Ti5Si3、TiC、TiSi、Fe2C、Fe2SiTi、Fe、Ti等相组成；原位形成的络合物TiC显著提高了基体表面的耐磨性能；与45钢基体相比，试样3复合涂层表面的耐磨性提高了36.64倍以上，显微硬度也有显著提高（约5.54倍）。由此可知，随着激光比能的增加（从4.5 kJ/cm2增加到5.8 kJ/ cm2），TiC相更容易形成，钛基复合涂层的综合性能得到提高。但过高的激光比能会抑制TiC相的形成，从而降低耐磨性，因此激光比能应限制在一定范围内。

为获得结构致密的CuCrZr合金部件，通过响应曲面和方差分析相结合的方法，探究选区激光熔化主要成形工艺参数（激光功率、扫描速度、扫描间距和铺粉层厚）对合金化CuCrZr粉末成形致密度的影响规律，并对其显微组织、物相和力学性能展开分析。结果显示：激光功率是最主要的影响因素，增大激光功率可显著提高成形致密度；在铺粉层厚0.02 mm，激光功率170 W，扫描速度300 mm/s，扫描间距0.04 mm的工艺组合下，获得最高致密度为96.8%。在此工艺下成形出的CuCrZr合金试样屈服强度为（176.7±2.1） MPa，抗拉强度为（244.7±1.2） MPa，延伸率为29.4%±0.9%。

研究简化热处理制度对点式锻压激光沉积（PF-LF）GH4169合金显微组织和力学性能的影响。将时效时间由原来的18 h减少为3 h，不仅大大节省了试验时间，而且在提升材料性能方面也起到了重要作用。结果表明，在1 010 ℃固溶时效后，合金中的Laves相出现大部分熔解，合金发生再结晶现象，再结晶晶粒细小且分布均匀，平均晶粒尺寸为6.8 μm左右，实现了超细晶组织，合金的强度和塑性也远超锻件标准。1 050 ℃固溶时效时，再结晶完成，晶粒尺寸略有长大，约为15 μm，Laves相基本完全固溶消失，与1 010 ℃热处理相比，合金的强度有所下降而塑性有所改善，均超过锻件标准。在1 010 ℃和1 050 ℃进行双固溶时效时发现，合金中出现了大量的退火孪晶组织，退火孪晶的产生对合金的强度和塑性均产生了影响，虽然合金的性能均超过锻件标准，但略低于单固溶时效状态下的合金性能。

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA在飞秒激光精微加工过程中产生的等离子体冲击波效应，建立了等离子体冲击波传播的压强方程、精微加工材料的波阵面温度模型。以脉宽、能量与离焦量作为变化参数，得到了冲击波传播半径随温度与压强的变化规律。试验验证了飞秒激光脉宽在300、500、800 fs时，单脉冲激光能量保持在15~25 μJ，此时熔融层光滑平整，具有较好的烧蚀效果。相同脉宽下，过高的能量导致熔化材料过多，凹坑深度加深以致于排出效果降低，在凹坑壁形成高低不平的波峰。使用较高能量参数对材料进行变离焦量烧蚀时，随着正离焦量增大，边缘热影响区域增大。同时，等离子体冲击波对液态材料的排出效果由于离焦变化而降低。验证了等离子体冲击波效应模型，达到了实际烧蚀效果。

包含多重嵌套轮廓线的空移路径规划是开发激光切割系统的主要问题之一，在满足嵌套图形由内到外的激光切割工艺要求下，提出启发式排序和网格排序算法，实现优化排序。首先通过射线法，判断多重嵌套轮廓线的位置关系；然后采用最佳适应度优先的启发式排序算法，将空移距离、轮廓线的面积作为评价指标，分别赋值权重得到总体适应度，选择适应度高的轮廓线作为下一个切割图形；最后，为了满足不同应用场景，提出另外一种网格排序方法，根据轮廓线控制点的疏密程度，基于层次聚类算法划分网格，按照规则的路线遍历网格，依次确定定位到每个网格中的轮廓线。仿真与试验结果表明，相比于智能优化排序算法，启发式排序和网格排序在满足激光切割工艺要求的前提下，不仅可以有效缩短空移路径，还大大减少了计算时间，显著提高激光切割效率和质量。

利用激光辅助低压冷喷涂技术在不同激光功率下制备石墨/Cu复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、图像分析软件ImageJ等，对复合涂层的截面形貌、表面形貌、微观组织、石墨含量以及元素分布等进行表征。结果表明：采用单一低压冷喷涂不能够形成连续的涂层，只能形成断续的点状物，而通过激光辅助低压冷喷涂可以实现石墨/Cu复合涂层的有效沉积。随着激光功率的升高，复合涂层的厚度和宽度均得到一定的提升，表面起伏以及涂层/基体的界面结合得到改善。在通过激光辅助低压冷喷涂所制备的复合涂层中，增强相石墨与黏结相Cu之间结合致密，但过高的激光功率容易导致增强相石墨烧蚀和黏结相Cu氧化的问题。

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。

激光诱导前向转印（LIFT）是一种应用广泛的微加工技术，目前逐渐成为微细加工的研究热点之一。本文采用水平集方法，建立了激光前向转印过程中液滴撞击固体壁面的数值模型，探究了壁面湿润性和液滴初始速度对熔融金属液滴撞击壁面后铺展形貌的影响。结果表明：接触角越大，液滴撞击壁面越容易发生回缩破碎，液滴回弹的可能性越大；随着初始速度的提升，液滴的最大铺展面积逐渐增大，液滴铺展时间逐渐增长。在试验中通过施加不同强度的激光能量获得不同初始速度的液滴，将液滴沉积点尺寸与仿真液滴铺展尺寸进行对比，发现两者具有较好的一致性，因此可以通过建立的仿真模型对激光转印液滴的沉积尺寸进行预测。

针对我国森林资源调查监测手段落后的局面，研究开发一种机械式电子森林罗盘仪，以实现样地周界、树高和林木坐标等的测量。通过对比机械式电子森林罗盘仪、布鲁莱斯测高器、森林罗盘仪和手持激光测距仪等常用仪器测量结果的分析，结果显示：机械式电子森林罗盘仪的测量方位角、高度和水平距的准确度分别为0.30°、0.03 m和0.06 m，精密度分别为0.30°、0.94 m和3.53 m，方差分别为313.60、1.12和17.97，标准差分别为17.71、1.06和4.24，S值分别为310.50、1.12和18.05，机械式电子森林罗盘仪的各项测量结果都要更优。机械式电子森林罗盘仪的研制为我国“天地空”森林资源立体化监测体系，特别是地面调查手段更新探索了新途径。