针对下一代光接入网，提出了一种基于功率域非正交多址的扩容无源光网络方案。传统的功率域非正交多址网络基于信道估计函数，采用串行干扰消除（SIC）算法进行解调和恢复，需要精确的信道估计，存在差错传播效应。针对该问题，提出了基于修正卷积神经网络（CNN）的信号接收方案，利用大量数据独立拟合各用户信道函数，打破了SIC解调算法中用户间的依赖链，提升了系统的传输性能和公平性。结果表明，在扩容功率域非正交多址无源光网络中，相比传统SIC解调算法，基于修正CNN的接收方案对远端用户（传输60 km）和近端用户（传输20 km）的传输性能可分别提升约0.5 dB和1.7 dB，且其公平性指数更接近1。

超弹性杆折展机构越来越多地用于太空卫星光学薄膜的收拢和展开的支撑问题, 为了避免使用过程因应力集中而产生疲劳裂纹, 延长超弹性杆使用寿命, 对复合材料超弹性杆在不同铺层方式下压扁后的应力进行了研究。首先, 建立单元胞豆荚蜂窝杆有限元模型, 使用显示动力法对其压扁后的状态进行非线性数值分析。然后, 通过复合材料单元胞豆荚蜂窝杆的不同铺层方式下的压扁后最大应力值建立径向基函数代理模型。最后, 利用ISIGHT软件中的遗传算法进行铺层角度的优化。仿真结果表明, 在铺设层数为两层的情况下, 两层应力对应有限元结果与径向基函数(RBF)结果之间的误差都小于9.95％。复合材料单元胞豆荚蜂窝杆采用两层铺层时, 最优的铺层角为第一层、第二层分别为81.962°和82.671°。

红外长余辉技术在生物成像探测及夜视保密探测等领域有着广阔的应用前景。本文结合该领域近期的一些进展, 对红外长余辉的定义、发光离子的选择、发光动力学过程以及红外长余辉激发谱学技术等几方面进行了简要阐述。在阐述过程中也着重指出了红外长余辉领域今后的几个可能学术研究方向。

受到云层飘移、树木晃动、背景噪声杂波等因素的影响，红外弱小目标在地空背景下无法被精确检测。针对这个问题，本文提出了一种融合时空结构张量的背景差分检测算法。首先，通过当前图像与背景模型的比对确定出运动变化的全部像素，再用前景点计数的方法消除噪声等因素造成的孤立点错误检测；然后，时空结构张量模块利用连续帧图像的时间空间信息检测出运动块；最后，对前景目标像素和前景目标块进行融合操作，并将目标区别于背景二值化显示。与其它算法对比的实验结果表明，本文提出的算法具有稳定的检测率，且虚警率有明显降低，是地空背景下红外弱小运动目标检测的有效方法。

设计一种偏振不敏感、制作简单的一维双频吸收器, 该吸收器一个周期阵列中采用垂直方向上级联四对金属介质层。仿真结果显示, 可以实现偏振不敏感的双频吸收, 其吸收原理是根据磁激元共振对TM偏振波吸收和波导模式共振对TE偏振波吸收, 通过LC等效电路和本征方程来预测结构参数, 以及对电磁场分布进行分析来进一步了解吸收器的吸波原理。更重要的是, 一维偏振不敏感结构的吸收器对TM、TE偏振波的吸收是独立的, 且临近的金属-介质之间的距离对波的吸收影响很小, 这样使设计更加自由、灵活, 制作更加简单, 灵活性高, 覆盖的电磁波范围增大, 可以延伸到微波频段和太赫兹频段。这样的一维偏振不敏感双频吸收器的研究对以后实现一维偏振不敏感宽带吸收器有很大的意义,它将会应用到很多设备当中去。

合成硫化锌纳米簇并对其进行表征, 建立一种利用硫化锌纳米簇的阳离子交换(CX)反应检测痕量生物分子的方法。采用水热法合成非荧光硫化锌纳米簇(NCCs)并对其进行表征。纳米簇的性能直接影响检测结果。通过透射电镜图像和X射线衍射可知, 纳米簇是多孔的, 可以通过快速阳离子交换反应从纳米簇中释放大量的Zn2+, 在锌响应试剂的作用下产生荧光信号进行荧光检测。其晶体的外部比内部排列松散, 有利于快速阳离子交换, 其晶体尺寸大小与加热时间有关。通过比表面积检测法测定纳米簇的表面积和孔径表明, 最小的纳米簇拥有相对较大的表面积及较高的阳离子交换效率。实验了三种释放方法(酸溶解法、阳离子交换法和微波辅助阳离子交换法)对Zn2+释放性能的影响, 结果表明, 微波辅助阳离子交换法信噪比较高, 操作简便, 可用于硫化锌纳米簇免疫测定法中。比较了Zn2+的释放效率和目标结合力与平均直径之间的关系, 结果表明纳米簇尺寸为44 nm时表现出最高的阳离子交换效率。结论: 所有这些特点, 使ZnS纳米簇阳离子交换放大器在痕量生物分子检测方面成为高度灵敏、生物相容性好、低廉环保的检测工具。

并联靶定位系统是一种新结构型式的惯性约束核聚变(ICF)靶定位系统。在并联靶定位系统工作原理及热传递路径分析基础上建立了系统热平衡方程，对热源进行了理论分析和实验测试，确定了热源输出功率及温度。在此基础上，对并联靶定位机构进行了热分析，获得关键部位温度，为并联靶定位系统结构设计及精度分析提供了理论依据。

针对高精度光纤陀螺对光源稳定性的需求, 提出了一种以32位数字信号处理器TMS320F2812为核心的掺铒超荧光光纤光源(SFS)的数字化温控方案。以该光纤光源(SFS)为研究对象, 分析了现有的光源温度控制技术的优缺点; 在模拟控制方案的基础上, 提出了"数字恒流源+数字温控"的方案。研究了热电制冷器(TEC)的工作特性、SFS泵浦源的内部结构和传热机理, 建立了SFS光源管芯温控系统的数学模型。设计了相应的连续域超前-滞后校正网络, 并进行控制器的离散化处理, 得到了PID数字补偿控制算法。最后, 实验验证了SFS光源的数字化温控系统的温控精度。结果表明, 在20～90 ℃, 系统温控精度优于±0.05 ℃, 满足了光纤陀螺低功耗、小型化等要求。

通过对比分析目前氮化物LED的三种主要衬底即蓝宝石、SiC与Si的技术特点, 指出了发展Si衬底LED的重要意义。详细介绍了目前国内外Si衬底LED的研究现状, 解析了在Si衬底上制备LED的多种新型技术, 主要包括以提高薄膜沉积质量为目的的缓冲层技术、激光脱离技术、图案掩模技术、阳极氧化铝技术, 以及以提高光提取率为宗旨的镜面结构技术和量子阱/量子点技术。这些新型技术与传统的MOCVD, HVPE, MBE等制备技术相结合, 在很大程度上克服了Si衬底的不足, 使Si衬底上氮化物LED展现出广阔的发展前景。