采用丝网电极印刷法制备了局部环状电极压电驱动器, 并对其动力进行了测试研究。搭建了夹持力测试平台, 对局部环状电极压电驱动器和传统压电驱动器的径向夹持力进行测试和分析。实验结果表明, 分别在频率为0.2 Hz和峰值200 V的方波和正弦波激励下, 局部环状电极压电驱动器带电极区的径向夹持力峰值分别为0.60 N和0.58 N, 两种夹持力峰值响应分别是传统元件的2.72倍和2.76倍。无电极区的反向夹持力峰值为0.29 N和0.28 N, 其略大于传统元件的夹持力峰值, 实验结果同时验证了局部环状电极压电驱动器的正交异性。

镍基合金是一种重要的航天航空材料，所以研究激光切割镍基合金的工艺参数对航天航空制造业有重要的价值。首先，采用正交试验法进行激光切割镍基合金，评估不同工艺参数的切割质量，直观分析优化工艺参数，得出优化值为80.175。然后，采用反馈式神经网络对切割质量进行训练拟合，预测17、18号样本的切割质量，误差百分比分别为3.14%、2.20%。最后，以此预测模型为基础，进行遗传算法的极值寻优，通过概率为0.4的交叉操作和概率为0.2的变异操作寻找种群范围内最优适应度值及对应变量值，此迭代进化过程为100次，得出的理论评分为89.076，验证试验得出的实际评分为89.150，误差仅为0.074。相比正交法直观分析优化，该方法只做少量试验样本，就可以快速找到最优工艺参数。

针对基于特征投影预处理的主瓣干扰抑制算法中主瓣干扰对应的特征向量难以分辨的问题,提出一种基于子空间正交性的主瓣干扰抑制算法。该方法首先利用主瓣大致区域这一先验知识求出主瓣子空间;再将采样协方差矩阵进行特征分解,得到干扰对应的特征向量并逐一在主瓣子空间中进行正交性测试,筛选出主瓣干扰对应的特征向量；然后利用特征投影矩阵预处理抑制实际接收数据中的主瓣干扰成分；最后,通过协方差重构求解自适应权矢量去除旁瓣干扰。仿真实验结果表明,子空间正交性验证能够检测出多个主瓣干扰对应的特征向量,能够有效抑制多个主瓣干扰,避免了基于特征投影矩阵预处理和协方差矩阵重构的主瓣干扰抑制算法仅能抑制单个主瓣干扰的问题。

为了在一定平移范围内实现快速空间测角系统的测量功能, 对一定入射及方位角的光束经过Wollaston棱镜后引起的两出射光束的偏振非正交及进而引起的系统测角误差进行了研究。首先, 建立系统坐标系模型, 采用光线追迹法, 并利用坐标变化的方式, 对任意入射角和方位角下Wollaston棱镜的偏振非正交进行了理论推导。接着, 对偏振非正交与入射角的关系及它对系统测角精度的影响进行了Matlab仿真。仿真结果表明, 随着偏振非正交及空间方位角的变大, 系统测量误差变大, 且Wollaston棱镜偏振非正交对系统测角精度的影响较大; 当方位角为3°, 偏振非正交为10′时, 测角误差为30″。最后, 通过分析偏振非正交的产生原因, 改进了原有光源扩束系统, 改善了偏振非正交对系统测角精度的影响, 减小了测角误差。本文的研究成果对优化系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义。

增量式光电编码器输出信号的正交性和均匀性是其重要技术指标之一, 对增量式光电编码器的精度检测是编码器研制和生产过程中的重要环节。传统信号质量的检测是基于时间位置进行检测的, 其检测准确度受转速均匀度影响, 在高速、变速转动下对增量式光电编码器的动态性能检测并不准确。提出了一种基于空间位置的信号质量检测方法, 并设计了相应的检测系统。检测系统采用直流无刷电机带动高精度角脉冲发生器和被检增量式编码器同轴旋转, 并采集高精度角脉冲发生器在被检增量式编码器输出信号边沿时刻的数值, 进行误差计算。该检测系统极大地减小了由于转速不均匀造成的测量不准确度。运用该检测系统对输出脉冲周期数为32 400的增量式编码器进行检测, 并与时间位置检测法进行对比实验。实验结果表明: 该检测系统检测结果不受电机转速变化的影响, 可有效地提高检测精度及检测效率, 能够实现动态检测。该系统的研制为批量生产增量式光电编码器提供了极大的便捷。

计算全息图(CGH)在非球面、自由曲面等光学元件的高精度检测中发挥着重要作用。激光直写机床导轨的正交性误差会影响CGH 图案的绘制精度，进而在面形检测结果中引入像散误差。为定量研究激光直写机床导轨正交误差对CGH检测结果的影响，利用标量衍射理论，建立激光直写机床导轨角度误差模型，以CGH对准区域图案为例对机床导轨正交性误差的影响进行分析。实验结果表明在机床导轨正交性误差为800 μrad时的均方根（RMS）值、峰谷值（PV）值和Zernike像散系数与理论值分别相差2.26%、2.33%、1.72%，从而验证所建立误差模型的正确性。

在高光谱遥感图像中, 地物的空间分布往往呈现两种特征: 一是都有各自的主导区域；二是在地表空间上分布连续.利用这两种先验信息, 分别引入了对丰度的正交约束与平滑约束, 提出了一种基于丰度约束的非负矩阵分解算法.为进一步地提高算法的性能, 另外还提出了一种新的算法停止准则及权重因子调整策略, 以适应信噪比以及像元混合程度的变化.在仿真数据和实测数据上的实验结果表明, 该算法不仅能很好地表征地物的分布特征, 提高解混精度, 而且在信噪比较低, 无纯像元的条件下, 仍然能得到较好的解混结果.

为了提高光电轴角编码器的精度，提出了一种实时补偿莫尔条纹光电信号正交性偏差的方法。利用希尔伯特变换原理，构造了同频光电信号正交性偏差的动态测量算法。根据莫尔条纹光电信号的数学模型，揭示了由正交性偏差引起的细分误差的空间分布特征并建立角度补偿模型。鉴于编码器的实际工作特点，采用同步处理方式，在补偿光电信号的同时动态更新了角度代码补偿查找表; 通过细分查找表的切换，实现信号正交性偏差的实时补偿。采用该方法对存在约18°正交性偏差的23位光电编码器进行了补偿处理，结果显示: 补偿后的编码器的细分误差峰值由4.79"降低到1.26"。该方法可实际应用于编码器系统，能够提高编码器的细分精度、环境适应性和可靠性。

为了提高线偏振相移干涉检测的精度，分析了参考光和测试光的偏振方向正交性对该项检测技术的影响。分析了线偏振相移干涉的原理，提出偏振非正交引起的检测误差与波像差有关，且检测误差峰谷值与测试光和参考光振幅之比以及偏振非正交量成正比。讨论了偏振非正交产生的原因，认为测试光在被检元件表面的折射或者反射都有可能引起偏振非正交。针对不同被检元件，给出了减少偏振非正交的几种方法，包括合理镀膜、选择合理入射角偏振方向等。通过Skip-Flat检测对理论分析进行了验证。结果显示，对于入射角为45°的检测光路，偏振正交性引入的检测误差呈现与条纹一致的分布，峰谷值为0.174 1λ，这与理论分析相吻合。文章指出，进行偏振相移干涉检测时，需要针对不同的被检元件进行分析，以确保偏振非正交产生的检测误差能够满足技术要求。

首先简要叙述了耦合模理论早期从微波领域逐渐发展起来而延伸到导波光学和其他领域的历程, 该理论的数学描述是联立的一阶线性常微分方程组, 即耦合模方程。然后明确指出一阶导数形式是该理论的特色, 指明该方程在具体的边值问题下严格地与Maxwell方程相等效, 并确定其解的主要近似来源与误差量级。最后还扼要叙述了耦合模理论在光纤光学各类问题中的应用, 包括建模和模拟。还就使用耦合理论中出现的问题提出了自己的见解。