研究了基于脉冲编码调制的布里渊光时域分析(BOTDA)系统原理,该系统向传感光纤注入经脉冲编码调制后的光脉冲序列,在接收端用数据处理程序恢复系统的单脉冲响应,从而提高BOTDA系统的信噪比、温度和应变分辨率。理论研究了BOTDA系统中Simplex 码、Golay码和CCPONS码的编码和解码原理；利用Matlab仿真研究了不同脉冲编码调制的BOTDA系统的时域输出信号,并对比分析了三种编码对系统信噪比的改善情况,结果表明采用脉冲编码技术可使BOTDA系统性能得到有效提升,CCPONS码调制时可获得最佳系统性能,Simplex码次之。

长距离高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛。为了在未被噪声湮没的环境中检测出所需的微弱信号,采用平衡探测技术对单管探测和平衡探测进行对比,并且对具体的平衡探测器电路进行了理论分析和仿真,得出了在一致性系数较大(k>0.6)时平衡探测器的信噪比优于单管探测的结论。从理论上分析了单管和双管探测的最小可探测光功率。结果表明,把平衡探测技术用于高速微弱光信号探测具有很大的优越性。

为了从理论上揭示离散多音调制可见光链路极限通信速率与信噪比和误码率水平的关系，分析了发送端/接收端的电光和光电转换关系式及广义可见光通信信道的传递函数.在充分考虑可见光信道时/频域响应的基础上，建立了完备的可见光通信系统数学模型，分析并得到了可见光链路极限通信速率与信噪比和误码率水平的数学关系.分析结果表明，当系统信噪比一定时，极限通信速率与误码率水平呈双e指数增长关系；当系统误码率水平一定时，极限通信速率与信噪比呈波尔兹曼函数关系.在通用的大功率白光发光二极管和PIN探测器参量下，当信噪比为25 dB且要求误码率小于10－3时，系统的极限通信速率为200~228 Mbps，该结果与实验报道结果（202~231 Mbps）具有较好的一致性.本文给出的理论分析方法和数学模型也可用来估计任意离散多音调制可见光通信系统的极限速率，从而在系统参量优化设计和元器件选型方面具有指导意义.

为了提高激光诱导击穿光谱质量，获得优化的实验条件，以不锈钢样品为靶材，采用高能量铷玻璃脉冲激光烧蚀样品，由多功能组合光栅光谱仪和计算机采集系统记录光谱，分析了激光等离子体在有或无碳室约束条件下的辐射强度变化情况.通过测量电子温度和电子密度，探讨了激光诱导等离子体辐射的增强机理.实验结果表明，当采用内径为4.0 mm、高度为9.0 mm的小型碳室约束激光等离子体时，其发射光谱强度和信噪比均有大幅提高，电子温度和电子密度也有所上升.可见，利用这种空间约束方法能够有效地改善激光光谱质量.

计算光谱成像技术相比较传统光谱成像技术具有高通量、快照成像等优点，但由于色散元件的存在，同样受到谱线弯曲的影响.为了研究谱线弯曲对计算光谱成像系统信号采集、图谱混叠与重构结果的影响，结合系统原理及重构算法，分析计算了不同谱线偏移量下系统重构图像的相对峰值信噪比及复原光谱曲线的最大偏差.实验结果表明，谱线弯曲引起的探测器采样信号的光谱偏离会导致图谱混叠程度的变化，与没有谱线弯曲的情况相比，重构结果出现明显的偏差，复原光谱曲线两侧趋于平滑.对于光谱分辨率为10 nm的计算光谱成像系统，为了高准确度的复原目标场景，谱线弯曲引起的光谱偏移量应控制在半个像元以内.

提出了一种基于非下采样Contourlet变换（NSCT）域图像去噪算法.首先根据尺度间与尺度内的NSCT系数之间的相关性，用非高斯分布模型对NSCT系数与其邻域系数及父系数进行建模，给出分类准则，把系数分为重要系数和非重要系数，再采用广义高斯分布来模拟重要系数的概率分布，根据贝叶斯理论得到自适应阈值，并求出最佳参量范围.为了克服软、硬阈值函数的缺点，提出一种自适应的新阈值函数，利用新阈值函数估计出不含噪音的变换系数，并通过非下采样Contourlet逆变换得到去噪后的图像.仿真实验表明，本文方法在峰值信噪比、结构相似性与视觉效果上均优于目前许多优秀的去噪算法.

由地面或海面对电波反射形成的多径效应会影响低角雷达的探测精度，严重时还会使雷达丢失跟踪目标。为了减小低角雷达在测量低空目标时的多径误差，根据工程实际需求，从雷达数据处理的角度提出了一种抑制低角雷达多径误差的盲分离方法。首先建立雷达测量信号模型，再根据雷达信噪比越大盲源分离效果越好的特点，建立信噪比目标函数，最后通过求解特征向量得到盲信号分离矩阵，得到雷达经目标反射的直接波测量数据，从而达到抑制雷达多径误差的目的。实验结果表明，在无需任何先验知识的情况下，利用此方法可在一定程度上抑制雷达多径误差，进而提高雷达测量精度。