针对RRT*算法在复杂的障碍物环境中路径规划时, 存在盲目搜索、冗余节点、路径不光滑以及易靠近障碍物等问题, 提出了一种基于膨胀化障碍物环境的双向动态目标偏置RRT*算法(MOBDB-RRT*)。首先,将障碍物进行膨胀化处理, 确保为机器人留出安全的运行距离;然后,在RRT*算法的基础上引入双向动态目标偏置策略, 缩短了搜索路径的时间, 提高了算法的规划效率;最后,采用修剪算法和三次贝塞尔曲线对已规划好的路径进行优化, 从而生成一条更短、更光滑的路径。仿真实验证明: 改进后的RRT*算法在路径规划效率和路径质量上具有优越性。

针对高超声速飞行器(HSV)在巡航段飞行时模型参数不确定和干扰的问题, 提出了HSV鲁棒预测滑模姿态控制方法, 由系统实际输出值与参考轨迹的误差设计滑模面, 引入预测函数对误差进行预测可得未来时刻的滑模面, 再利用改进的滑模趋近律设计快慢回路控制器。该方法能使HSV在参数不确定和有干扰的情况下, 保证姿态系统稳定, 精确跟踪指令信号, 具有较强的鲁棒性, 提高了系统的控制性能。最后, 通过仿真验证了该方法的有效性。

搭建了一台中等重复频率、高峰值功率的Nd∶YAG激光器。激光器主要包括三部分：单纵模全光纤种子源、LD抽运的Nd∶YAG再生放大器和氙灯抽运的Nd∶YAG功率放大器。该系统获得了平均功率为12 W、重复频率为10 Hz、单脉冲能量为1.2 J、脉冲宽度为3 ns的激光输出, 工作波长为1064 nm, 输出光束口径为10 mm, 95%的能量在600 μrad范围内, 近场光强近平顶分布, 近场光强调制度小于1.2, 时间波形近似方波, 能量稳定性均方根值小于1.4%。

Aiming at morphology of laser induced damage mitigation pit on the rear surface of 3ω silica optical component, the mitigated area and its downstream intensity distributions with different morphologies are simulated by finite-difference time-domain method (FDTD) and Rayleigh-Sommerfeld (R-S) diffraction integral method, respectively. The results show that when the angle between the tangent line of endpoints on the section contour of the pit and incident light is over 70°, the maximum intensity inside the mitigated optics is less than 1.66, and mitigation effect is better than that of other angles. The maximum downstream intensities of a pit in shape of parabolic surface, cone and truncated cone are all less than 1.46 with an angle of 70° and a width of 200 μm. But when the width of pit increases to 1 mm, for instance, the maximum downstream intensity is as high as 9.31 and area with high intensity covers a long range. Thus, taking the difficulty of laser machining technology into account, a conical pit with an angle larger than 70° is the first choice for the damage mitigation on the rear surface of silica optical component.

针对三倍频光学元件后表面的损伤修复形貌，分别采用时域有限差分法（FDTD）和瑞利索末菲（R-S）衍射积分法，来模拟不同形貌下元件修复区域内以及其后续的光场分布。结果表明，当修复坑截面轮廓线端点切线与光束传播方向夹角大于70°时，元件内部光强极大值小于1.66，修复效果优于其他角度。夹角为70°、宽200 μm的抛物面型、圆锥型和圆台型凹坑的后续光强极大值小于1.46。但是当修复坑宽度较大如达到1 mm时，圆台型凹坑的后续光强极大值高达9.31，且作用区间长。因此，考虑实际激光修复工艺的难度，夹角大于70°的圆锥型凹坑是石英元件后表面损伤修复的首选形貌。

原子自发辐射效率的提高对单光子源等光电子设备的研究和制造具有重要的意义.本文推导了自发辐射率和局域态密度的格林函数表示形式,通过频域有限差分法求解格林函数,得到自发辐射率的数值特性.分析了在不同金属材料、结构以及辐射波长下的自发辐射率，探讨了其内在的物理机理，结果表明：特定波长下介质的表面等离激元效应会增强自发辐射，不同材料和结构对辐射效率的提高有不同的影响.该研究结果可为新型纳米器件及光电子设备的制造以及优化提供重要的参考.

为了实现海底光缆故障的检测与定位,采用环形M-Z(Mach-Zehnder)干涉结构建立分布式光缆检测系统,利用两路干涉输出的时间差实现定位功能。阐述了该分布式光缆检测系统的组成及工作原理。使用Optisystem软件进行仿真分析,验证系统可行性。利用互相关时延估计法直接在时域上对信号进行处理获得定位结果。理论分析和测试结果表明,该系统能够快速、有效地实现扰动事件的检测与定位,平均定位误差最大为16.5 m。

理论推导了高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式, 讨论了在高双折射光纤材料和入射光源不变的前提下, 高双折射光纤长度以及作为敏感元件的传感长度与传感器轴向应变灵敏度的关系, 讨论了入射光源相同时高双折射光纤材料与传感器轴向应变灵敏度的关系。 结果表明: 在高双折射光纤材料和入射光源不变的前提下, 高双折射光纤环镜波长变化与轴向应变成线性关系, 线性灵敏度为高双折射光纤材料和入射光源中心波长决定的常数, 与接入的高双折射光纤长度、 作为敏感元件的传感长度无关。

结构健康监测中，光纤布拉格光栅(FBG)传感器性能蜕化将会严重影响整个监测系统的稳定性和准确性。而高温、高压等恶劣条件，均可能导致FBG传感器性能蜕化。基于光纤光栅传感器温度传感原理，分析了温度引起光纤光栅传感器性能蜕化的机理，并通过软件仿真和相应温度循环实验，分别考察了温度对不同FBG传感器性能蜕化的影响。实验结果表明，温度对FBG传感器性能蜕化的影响与FBG传感器自身质量参数有关。对于普通FBG传感器，随着温度循环次数增加，反射光谱峰值逐渐降低；而对于刻写完成后，光纤中仍含有少量氢分子的FBG传感器，随着温度循环次数增加，反射光谱不仅峰值逐渐降低，而且中心波长逐渐发生蓝移。