为了实现聚焦光学系统中元件公差的自动分配, 在实验室自主研发的OTS实际光线追迹软件平台构建公差分析模块, 并据此完成元件公差的优化.依据光学矩阵理论, 以公差的线性模型为基础, 从评价函数、元件公差分配和反馈系数三个方面研究公差优化问题, 结合蒙特卡罗方法和数值分析, 有效的为各光学元件制定了合理的加工公差.采用结合元件敏感度的公差分配方式, 根据现存的问题提出自适应优化法, 并给出了相应实现方法.搭建了多元件双通光学系统验证实际情况中公差模型的正确性.实例计算表明, 该方式使优化平均迭代次数下降了两轮, 相比Zemax分析过程, 在结果差异不大的情况下总运行时间下降了40%, 表明了算法的合理性.整个分析流程对实际的光学系统加工装配具有一定参考价值.

在光全散射法颗粒粒度测量中,正确地选择以及使用反演算法是非常关键的。首先介绍了光全散射法的基本原理,然后提出了一种基于非负PT直接算法的改进的LMS迭代算法,最后将改进的LMS迭代算法应用到光全散射颗粒粒度分布函数的求解中。对理想状态和加噪状态分别采用传统的LMS迭代算法和改进的LMS迭代算法进行求解,通过对比单峰分布颗粒粒度和双峰分布颗粒粒度的实验结果,改进后的LMS迭代算法使粒度相对误差均减少了4%左右,整个运行时间小于3s,不仅提高了LMS算法的运算时间、收敛速度和稳定性,而且还解决了LMS算法中初始值对结果的影响。

研究了相互耦合的电光双稳系统之间信号的同步传输问题。将两个电光双稳系统的状态变量进行耦合, 构成驱动响应系统。基于稳定性定理, 通过计算耦合激光系统的Lyapunov指数, 确定了实现两个电光双稳系统之间信号同步传输的条件。仿真结果显示了稳定的同步传输效果。

研究了受控Gibbs激光系统的动力学行为。首先介绍了Gibbs激光系统模型, 给出了Gibbs激光系统的Lyapunov指数随参数的演化图像以及与之对应的系统状态变量与参数的关系曲线。进一步仿真模拟了反馈信号强度对系统动力学行为的影响。结果显示, 通过调节反馈信号强度, 系统存在倍周期分岔、周期并合以及混沌等多种非线性效应。

利用近红外光谱技术对木材强度分等进行了研究。 选择1 000～1 400 nm波段, 结合偏最小二乘法, 在木材强度和近红外光谱数据间建立了校正模型, 校正模型的相关系数(r)为0.89, 校正标准误差(SEC)为6.30 MPa。 利用校正模型对35个未知样品的强度进行预测, 根据近红外预测值和实测值分别对木材样品进行分等, A级预测的准确率为75.0%, B级准确率为91.3%, C级准确率为80.0%, 总正确率为88.6%。 研究结果表明, 近红外光谱技术可以应用在无疵小试样的木材快速分等中。