提出一种具有光束会聚功能的单层亚波长光栅结构,该结构能实现光束会聚及四路分光。利用严格耦合波分析法和波前相位控制原理设计并优化该亚波长光栅结构,并给出具体相位设计规则。基于有限元软件COMSOL对其进行仿真分析,结果表明,当波长为1550 nm 的横磁(TM)偏振光入射时,该结构可实现四路分束,每束光功率都相等且可实现光束会聚,经计算得到总体透射率为92.670%。该亚波长光栅结构有望在光通信集成以及空间光耦合等领域得到重要应用。

为了提高新型航天运载火箭中电容式液位传感器系统的电容检测性能, 设计了一款适用于航天运载火箭中电容式液位传感器的接口专用集成电路(Application Specitic Integrated Circuit,ASIC)芯片。首先, 完成了整体电路的系统级设计, 实现了对电容式液位传感器输出电容的线性检测, 将传感器输出电容量转化为与之呈线性关系的电压量输出。然后, 对接口ASIC芯片的线性度、噪声特性和温度环境适应性进行了理论分析与研究。最后, 采用0.5 μm CMOS工艺完成接口ASIC的流片, 并进行了芯片的性能测试。实际测试结果显示, 芯片电容检测非线性为0.005%, 输出噪声密度3.7 aF/Hz(待测电容40 pF), 电容测量稳定性7.4×10-5 pF(参考电容40 pF, 待测电容40 pF, 1 σ, 1 h), 输出零位温度系数4.5 μV/℃。测试结果证明, 该接口ASIC的电容检测性能已经达到国外最高性能的电容式液位传感器液位测量芯片的水准, 可以广泛应用到多种电容式检测传感器中。

利用经典系综模型,研究了正交双色场作用下氢分子非次序双电离中双电离电子的相关特性。结果表明,双电离电子相关动量谱强烈地依赖于正交双色场的相对相位。通过改变正交双色场的相对相位,相关动量可以从反相关模式转变为相关模式。向后分析表明,相关电子动量谱对双色场相对相位的依赖关系起源于碰撞过程中碰撞电子碰撞角和碰撞动量对相对相位的依赖关系。

提出并理论分析了一种采用单电极Mach-Zehnder调制器(SD-MZM)产生光载毫米波的方案。采用电混频器将射频信号与基带数字信号混频后再利用单电极调制器产生 双边带调制信号并发送至光纤，在基站使用一个交叉复用器(IL)将双边带信号的中心载波与一阶边带信号进行分离，中心载波可用于上行链路的光载波，而一阶边带 产生光载毫米波;理论分析了该毫米波的色散特性并在仿真平台上验证了其正确性，研究发现由于光纤色散引起两个一阶边带的延时不同, 从而导致毫米波能量的损失和解调信号的码间干扰，限制了毫米波的最大传输距离。

为了延长光毫米波的传输距离，提出了一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法。在中心站采用马赫－曾德尔调制器将射频信号调制到光载波上产生光载波抑制调制光信号，再将产生光信号的2个边带分离，将2．5Gbit／s数据信号调制到其中1个边带上，再与未调信号耦合后产生光毫米波并通过光纤传送至基站。在基站中通过光电转换器产生电毫米波。从理论上分析了这种光毫米波的传输特性并通过实验验证了光毫米波在光纤中可以传输40km。仿真和实验结果表明，这种方式产生的光毫米波具有很好的抗色散能力，延长了传输距离。

实验研究了采用单个相位调制器(PM)产生毫米波的方案。该方案采用电混频器将射频(RF)信号与基带信号混频后再利用相位调制器产生双边带调制(DSB)信号, 经光纤传输到基站后用一个光交叉复用器(IL)分离一阶边带和中心载波, 一阶边带经过光电(O/E)检测器拍频产生两倍频于射频频率的毫米波, 而中心载波可以作为上行链路载波重新利用。理论分析了该毫米波的传输性能, 研究发现由于色散导致两个一阶边带时延不同, 码元的占空比会随着传输距离的增加而减小,将限制毫米波的最大传输距离; 实验中采用频率为20 GHz射频信号产生频率为40 GHz的毫米波, 速率为2.5 Gbit/s的非归零(NRZ)码作为下行链路数据, 经过20 km色散光纤传输后下行链路的功率代价为0.2 dBm。