为了提高基于结构光法的3维重建精度，采用机器学习中的回归模型对物体进行了3维形貌测量，通过以单目式获取对象高度点不同方向的光强信息簇样本，将其作为回归模型的训练集，在训练好回归模型后，直接建立起条纹图案的光强信息分布与对象高度之间的映射函数关系，完成对目标的3维测量;将调制条纹光数值信息以特征形式导入回归模型，获得端到端高度信息，验证了机器学习的神经网络回归模型在3维面形重建上的可行性。结果表明，该模型即使在投影特征模糊或噪音较大的情况也能较精确地重建3维面形，平均重建误差为1.40×10-4 mm，优于一般面形重建方法的数据。该研究为物体在强干扰条件下的单目式高精度3维面形重建提供了参考，简化了繁琐的计算过程和测量过程，提高了测量精度。

为了实现高精度绝对距离测量，提出了双腔双频Nd∶YAG激光器（TCDFL）合成波绝对距离干涉测量方案。以正交解调Pound-Drever-Hall稳频的大频差TCDFL作光源，采用马赫-曾德尔干涉仪结构，设计了双频激光合成波绝对距离外差干涉测量系统，获得了两路同频外差干涉信号，对其进行比相测量，得到合成波干涉条纹的小数级次；对被测距离进行粗测，可唯一确定合成波干涉条纹的整数级次，从而实现绝对距离测量。建立了频差为24 GHz的二极管泵浦1064 nm正交线偏振TCDFL合成波长标定与绝对距离干涉测量实验系统，实验结果表明：空气中的合成波长标定值为12.4614 mm，其标准差为0.13 μm；当被测绝对距离为900 mm时，其重复测量平均值为899.3851 mm，标准差和测量不确定度分别为1.36 μm和4.08 μm。该实验研究为今后研究开发超精密绝对距离干涉测量仪奠定了坚实基础。

太赫兹波独特的性质使其在物理学、生物学、医疗诊断、无损检测、无线通信等领域有着广阔的应用前景。共振隧穿二极管(RTD)是一种基于量子隧穿效应的半导体器件, 利用其负微分电阻和直流非线性特性, 可以分别实现太赫兹波的产生和探测, 近年来获得越来越多的关注。基于 RTD的太赫兹探测器具有可室温工作、体积小、易集成、灵敏度高等特点, 使其在未来短距离、超高速的太赫兹无线通信及万物互联等场景具备优势。本文将重点介绍太赫兹 RTD探测器的研究进展及其应用进展, 并对后续技术发展进行展望。

针对SAR图像数据获取困难的问题, 提出一种基于单幅图像训练的多尺度生成式对抗网络, 并应用于SAR飞机图像的增广。由于原始的生成式对抗网络设置单一尺度卷积核, 仅获得图像在固定感受野下的特征分布, 因此, 在对抗网络中融入多尺度分组卷积, 可以从不同尺度挖掘图像的分布特征, 增加生成图像的细节信息, 其结果是通过训练得到400幅新的SAR飞机图像样本, 并使用Faster R-CNN以及图像质量评价指标对增广数据集进行验证。实验结果表明: 生成图像的质量评价指标满足图像检测的需求; 使用Faster R-CNN算法结合生成式对抗网络数据增广使得平均检测精度由73.5%提升至77.6%。

基于深度学习的目标检测技术在目标检测领域有强大的生命力,但是将其用于合成孔径雷达(SAR)图像舰船目标检测时并没有达到预期的效果。提出了一种基于卷积神经网络的SAR图像舰船目标检测算法用来检测多场景下的多尺度舰船目标,在单发多盒探测器检测框架的基础上,使用性能更好的Darknet-53作为特征提取网络,加入更深层次的特征融合网络,生成语义信息更加丰富的新的特征预测图。同时在训练策略上使用了一种新的二分类损失函数来解决训练过程中难易样本失衡的问题。在扩展的公开SAR图像舰船数据集上进行验证实验,实验结果表明,所提方法对复杂场景下不同尺寸的舰船目标的检测展现出了良好的适应性。

介绍了一种特殊设计的少模光纤及由少模光纤构成的单模光纤-少模光纤-单模光纤(SFS)传感结构。在对轴激发条件下,少模光纤芯子中仅有基模LP₀₁和第一圆对称高阶模LP₀₂传输,且SFS结构的传输光谱在工作波长范围内有一个特征波长。在特征波长附近相邻两个干涉峰间的波长间距达到最大,且在特征波长处干涉仪的输出光强不随波长变化,这使得特征波长在光谱中唯一且容易识别。理论和实验研究了SFS结构传输光谱的特征波长及其两边干涉条纹随轴向应变、温度、弯曲、液体折射率的传感特性,并将SFS结构用于轴向应变、温度、弯曲、位移、外界折射率和相对湿度的大范围、高灵敏度、多参量同时检测,为解决常规干涉仪存在的测量范围小、输出多值性等问题提供解决方案。

为克服传统Pound-Drever-Hall（PDH）激光稳频方法的缺点，设计了正交解调PDH激光稳频系统。该系统采用同一直接数字频率合成器(DDS)同步产生三路同频正弦信号，一路作为本振信号驱动电光调制器产生激光相位调制边带，另外两路相位差为90°的信号作为解调参考信号。采用两个模拟解调器分别获得误差信号的同相分量和正交分量，对其进行数字化采集和相敏检波运算，即可获得稳频系统的误差信号。通过正交解调PDH激光稳频关键技术研究，建立了激光频率跟踪实验系统。实验结果表明，Fabry-Perot (F-P)参考腔可以实时跟踪激光频率变化的功能，跟踪时长约1 h。

紧凑和相干的太赫兹源是太赫兹应用的关键组成，共振隧穿二极管 (RTD)是目前振荡频率最高的电子学器件， RTD太赫兹振荡源具有结构紧凑、功耗低、室温工作、有一定输出功率、易集成、覆盖频率较宽等优点。 InP基RTD太赫兹振荡源在 600 GHz左右的频段内输出功率可达百微瓦量级，可见报道的最高振荡频率为 1.92 THz，输出功率 0.4 μW。RTD振荡源的输出功率可以通过偏置电压进行直接调制，使得其在高容量短距离的太赫兹通信系统中具有很大的优势。目前，InP基RTD太赫兹振荡源成为太赫兹源领域的研究热点。

利用Silvaco软件对Al0.2Ga0.8N/GaN共振隧穿二极管(RTD)进行仿真, 重点研究了InGaN子量子阱结构及相应非对称势垒结构设计对其电流特性的影响。对比分析了子量子阱结构中InGaN的In组分和子阱厚度对RTD微分负阻(NDR)特性的影响, 得出了提升器件性能的最佳参数范围。为了克服Al0.2Ga0.8N/GaN RTD势垒低对器件电流峰谷比(PVCR)的影响, 在子量子阱结构的基础上引入了非对称势垒结构设计, 通过改变收集区侧势垒的高度和厚度, 将AlGaN/GaN的Ip和PVCR由基本结构的0.42 A和1.25, 提高到了0.583 A和5.01, 实现了器件性能的优化, 并为今后的器件研制提供了设计思路。