推导了随机介质背散射Mueller矩阵的直接计算公式,并运用矢量Monte Carlo方法进行了数值模拟.结果表明随机介质背散射二维Mueller矩阵方位关系随散射系数的减小而增强,而与微粒大小关系不大;Mueller矩阵元素绝对值的空间分布随径向呈近似指数规律衰减,矩阵元素的方位变化具有周期性.对称系统的二维Mueller矩阵的花样图中仅有7幅独立,其余9幅可通过对称、旋转变换得到.

采用ANSYS有限元软件,系统模拟了强激光作用下的热补偿全反射硅镜的温度场分布和热变形.详细地研究了不同区域的热补偿和不同的热补偿功率大小对镜面变形峰谷值的影响.结果表明有效的热补偿对镜面变形峰谷值有很大的影响,在非光照区进行热补偿可以大大降低镜体的温度梯度,从而明显减小镜面变形的峰谷值.热补偿腔镜特别适合于机载或车载军用强激光器.

分析了连续面形薄膜微变形反射镜的结构,提出了一种简化的变形镜球面分析模型,用该模型分析含有变形镜的谐振腔,导出了TEM00模式强度与曲率半径的严格表达式,并使用Matlab软件对其进行了仿真分析.结果表明增大变形镜的曲率半径能够增大TEM00模式的输出强度.搭建含有变形镜谐振腔的实验光路系统来控制TEM00模式输出,观测到类似的输出变化.

在电光调Q Nd:YAG激光抽运内腔KTP光参量振荡器中,由于在抽运光的谐振腔内插入了起偏器,当工作在高重复频率时,Nd:YAG棒热致双折射效应致使起偏器产生退偏损耗,导致抽运光能量下降和光束质量变差,最终光参量振荡器的激光输出能量也将下降.为了补偿热致双折射引起的起偏器退偏损耗,提出了基于λ/4波片的具有热补偿的内腔光参量振荡器结构,实验结果表明在高重复频率工作时,具有热补偿的内腔光参量振荡器较无补偿内腔光参量振荡器的激光输出能量提高了20%左右.

非稳腔能产生大体积基模,具有好的空间选模特性,但在固体调Q激光器中,由于孔径光阑和热畸变的影响,非稳腔输出的横模并不光滑.使用高斯反射率耦合输出镜可较好地改善其输出光束质量,设计了平-凸非稳腔,使用Nd:YAG,电光调Q固体激光器进行实验,获得了较为平滑的远场光强分布,实验结果表明高斯反射率输出镜可较好地改善固体激光器中非稳腔输出光束质量.

将氙灯抽运Nd:Ce:YAG激光器作为主振荡器,一级抽运Nd:YAG放大,实现了能量为1.8 J,脉宽为8 ns,束散角为2.3 mrad,重复频率为20 Hz的激光输出,峰值功率达0.22GW.该激光器体积更小,效率更高,可靠性更强.

基于Z扫描的基本理论,根据强光光束在非线性介质中的特殊传播规律,改变光路的几何排列及光阑孔径,计算了不同情况下光阑的归一化透过率,从而确定各个参数对限幅效果的影响,得出最佳的几何排布,以实现限幅器的优化设计.

针对光纤光栅应变传感器接收信号弱且信噪比低这一问题,提出了应用DSP技术来抑制噪声,提高Bragg峰值波长检测精度的方法.实验结果表明所设计的498阶Kaiser窗低通FIR数字滤波器能够显著提高光纤光栅应变传感器的信号检测精度.采用DSP技术可以较好地解决光纤光栅传感器的波长解调这一技术难题.

对熊猫型保偏光纤光栅的传感特性进行了深入的实验研究,采用温箱和压力罐分别进行了温度和压力传感特性的实验研究.实验结果表明:在0～2.5 MPa的压强范围内,熊猫型保偏光纤光栅两个偏振方向上的压力敏感系数分别为0.004 88 nm/MPa和0.003 52 nm/MPa;在15～50 ℃的温度范围内,两个偏振方向上的温度敏感系数为0.01018 nm/℃和0.008 8 nm/℃.该光纤光栅两偏振态对温度和压力的不同敏感特性可用于解决光纤光栅的交叉敏感问题.

介绍了激光散斑的形成及其统计性质,拍摄大量不同加工工艺、不同表面粗糙度标准样块的散斑图像,基于激光散斑图像的灰度共生矩阵及惯性矩、角二阶矩、熵、相关性4个参量,对图像进行了纹理分析.分别绘制了不同加工工艺、不同表面粗糙度标准样块的4个参量与表面粗糙度关系的特性曲线.最后将实验结果和未知表面粗糙度工件的实验数据进行比对,准确估算出了工件的表面粗糙度.

在相位激光测距仪中,信号初始相位的相对稳定性对测距仪的测量精度非常重要.对于如何得到全同步的主振信号、本振信号、差频参考信号以及填充脉冲,给出了采用单片机控制频率合成器(DDS)直接数字频率合成芯片,直接滤波以及FPGA软件模拟DDS原理三种不同的方案,最后对这三种方案进行了比较.直接滤波法实现起来简单且成本较低,适合测量精度不是很高的系统.另外两种方案可用于测量精度较高的系统,但是成本较高.

提出了一种基于Nios Ⅱ的红外图像灰度变换设计方案,并详细介绍了红外图像灰度变换算法以及系统硬、软件设计以及实现方法.针对红外图像的特点,提出了一种基于平台直方图均衡的红外图像灰度变换算法,并在Cyclone Ⅱ系列FPGA上实现了该算法,其处理单元采用嵌入式处理器软核Nios Ⅱ.实验结果表明,该系统能很好地实现红外图形灰度变换,并在一定程度上抑制了背景,提升了目标.

基于Altera公司的SOPC-NIOSⅡ嵌入式软核处理器技术,提出了一种实现实时红外图像直方图均衡的设计方法.并在FPGA上实现了这一系统,使用Quartus Ⅱ软件中集成的SOPC Builder工具完成了整个系统的设计.该系统主要包括NIOS Ⅱ主控模块、存储器模块、自定制的直方图统计模块以及用户控制模块.实验结果表明,该系统具有体积小,功耗低,数据处理速度快,可靠性高等特点.

基于改进的漂移-扩散模型研究了光伏型光电探测器的材料参数对其光电特性的影响.计算结果表明载流子迁移率、材料组分、掺杂密度对探测器输出特性的影响大;载流子寿命越长、迁移率越大、杂质密度越小,则探测器输出信号越大,但各材料参数与探测器输出信号间并不构成线性关系;当入射光波长一定时材料组分不同探测器输出信号大小不同.

针对红外警戒系统只有角度测量的情况,将传感器获取的目标角度信息转化为扭转角序列,并以扭转角作为度量单位,采用修正的K最近邻域算法(MK-NN算法)实时地实现角度航迹的关联.仿真结果表明,中等密集环境下正确关联概率在第6帧时可达95%,其计算量明显低于传统的统计检验方法,能有效地提高系统的实时性,易于工程实现.

采用增益钳制半导体光放大器的时域模型,用MATLAB计算其静态特性,着重分析了放大器的输入信号光与增益的相关性.结果表明,在注入电流一定的情况下,输入信号光与放大器的增益呈相反方向变化,但是增益带宽积不变.

利用电磁力的原理,提出了一种测量高压大电流的方法,将高压大电流母线缠绕成单匝或双匝螺线管,产生吸引力,使光纤光栅产生应变以此来测量大电流.通过实验使用多匝螺线管和小电流进行了模拟大电流测量.模拟实验结果表明,光纤光栅波长对电流大小的灵敏性逐步增强,特别适合于大电流的测量.

针对硅酸钠基光寻址空间光调制器对稳定可变且可快速调制工作电压的要求,设计制作了可以满足空间光调制器在写入、读出和擦除过程中不同电压需要的高压控制系统.该系统的输出电压值可编程线性调节,在较高工作频率时输出电压波形较好,基本满足空间光调制器的工作电压特性要求.而且所有的操作都在计算机上完成,可以很方便地实现对空间光调制器的控制.

介绍了基于准相位匹配周期极化反转铌酸锂光波导的和频与差频(SFG+DFG)级联型全光波长转换技术的基本原理.计算了SFG+DFG级联型波长转换的转换效率,分析了抽运光功率以及两个抽运光之间的间距对转换效率的影响,抽运光功率越大,转换效率越高;转换效率随着间距的增大先增大后减小.单抽运调节时的抽运带宽为0.5 nm,同时对信号光脉冲还有压缩作用,压缩比是0.68.

介绍了小波变换的基本理论以及利用小波变换进行信号处理的方法和步骤.选择db8小波对紫外光信号进行小波阈值降噪处理.实验结果表明采用小波阈值降噪法能够有效地抑制信号中的噪声,信噪比提高了8.519 2 dB.

介绍了模板匹配和特征识别两种识别方案,采用数字图像处理技术和模式识别技术,实现了细胞显微图像中的细胞自动识别与分类.实验结果表明,特征识别具有直接性、运算量小等特点,为细胞显微图像的模式识别提供了可靠有效的方法.

介绍了一种从星体图像中高精度提取恒星位置的方法.这种方法把星光成像看成是高斯点扩散函数模型,利用线性内插和最小二乘法拟合得到高斯曲面参数,从高斯曲面模型中得到亚像素级的恒星位置.由于直接进行高斯曲面拟合计算非常复杂,将二维曲面拟合转化为两个方向上的一维曲线拟合,分别得到不同的曲面系数.仿真结果表明当信噪比小于0.05时,定位精度能达到1/20像素,与质心法比较,高斯曲面拟合法精度高,抗噪声能力强.

对VHF/UHF波段电磁波传播模型和人工神经网络算法特性进行了分析,认为可以根据大量的实测数据,利用人工神经网络算法,建立起适合于本地使用的电磁波传播模型.该算法符合现代理念的"数据驱动"思想,所建立的模型具有强非线性特点,有较好的可修正性,很好地解决了模型本地化问题.

将液晶显示器背光模块的导光板向前延伸5 mm,利用该区设计一扩光区使得LED点光源经过该区可获得两次的扩光效果,达到将点光源转成近似冷阴极管(CCFL)的线光源效果,并以3 in液晶显示器面板进行模拟,模拟结果表明导光板的出光均匀度可以达85%以上.