以有机电致发光显示与照明技术、有机太阳能电池等为代表的有机光电子器件在世界范围内吸引了产业界和研究机构的关注。新型有机光电材料的开发是近些年来有机光电子飞速发展的基石和巨大推动力。合成方法与材料设计思路的突破，使包括小分子和聚合物光电材料的性能得到了飞跃式发展。从材料的设计与合成入手，综述了材料化学结构与分子自组织行为及最终器件性能的关系。以窄带共轭聚合物、全共轭嵌段聚合物、超支化材料等为例阐述了上述材料溶液与本体中的自组织行为，以及用于有机太阳能电池给体材料时形貌对器件行为的影响。

相干多普勒测风激光雷达通常会采用周期图最大值法(PM)提取不同距离门信号的多普勒频移(对应风速)信息。由于噪声和相干效率的影响,个别距离门信号会出现信噪比(SNR)突然降低的情况,从而导致系统的探测概率降低,影响系统整体的探测性能。为了解决个别距离门信号多普勒频移的错误估计问题,提出了一种新的非线性自适应多普勒频移估计方法。该方法利用风速的连续性,标定错误距离门,并自适应地利用强信噪比区域的多普勒频移统计数据来弥补信噪比变差而出现的估计错误。分别利用了仿真模型和一套1.54 μm全光纤相干激光雷达系统获得了风场测量数据,对比了使用该技术前后反演得到的风速趋势,证明该方法能够有效地解决上述问题。

介绍了水下目标激光探测高速数据采集系统设计的技术难点,设计了一种基于高速CMOS模/数转换芯片和高性能Stratix Ⅱ FPGA高速数据采集芯片的水下激光信号实时采集与传输系统,信号采集速率可达1 GHz。系统的适用性及可靠性在水下目标激光探测试验中得到了验证。

讨论了光纤光栅传感系统中常用的复用技术及其限制,阐述了利用CDMA 技术实现光纤布拉格光栅阵列波长解调的复用方式, 对系统的原理和性能进行了理论分析。在此基础上通过MATLAB做了基于CDMA的光纤光栅传感仿真分析，仿真结果表明该方法能区分反射波长重叠的光栅,从而提高FBG网络复用的频带利用率。

针对投影机倾斜投影产生的光栅周期展宽现象带来的误差,对投影机倾斜投影时光栅相位的变化关系进行分析,用Matlab编写生成一个条纹周期不均匀的校正光栅,输出到投影仪投影,使得倾斜投影到参考面上的光栅条纹周期均匀,以提高光栅投影三维测量的精度。实验结果表明,该方法可以有效地将倾斜投影到参考面上的条纹周期变得均匀。

光纤到户对光纤在小弯曲半径条件下的衰减特性提出了更高的要求。微结构光纤可以实现极小弯曲半径的低衰减光信号传输,是小弯曲半径单模光纤技术解决方案的有力竞争者。设计了一种新的微结构光纤,并研制出光纤样品。这种结构的光纤具有非常优良的弯曲特性。其最小弯曲半径可达2 mm,1 550 nm附加损耗小于0.1 dB,并且具有优良的偏振模色散特性,熔接损耗也非常小,其与G.652D单模光纤的熔接损耗为0.12 dB。这些特性使其在光纤到户的复杂应用环境中具有明显的应用优势。

水下成像技术在诸多领域获得了越来越多的应用,然而由于受到成像器件参数、水体特性等成像系统参数的影响,水下图像的分辨率普遍较低、像质较差。基于包括点扩散函数、衍射极限等水下成像系统模型的图像超分辨率重建技术,能够在提高图像分辨率的同时增强图像质量。为了尽可能提高图像分辨率,建立了基于光束传播理论的超分辨率成像模型,并将其应用于水下脉冲激光距离选通成像结果图像的超分辨率重构。重构实验的结果表明,所提出的方法可以有效地提高水下成像的分辨率和质量。

针对典型目标识别问题,提出了一种基于投影寻踪的高光谱目标识别算法。先对高光谱图像进行最小噪声分离变换,计算出本征维度,同时对图像去噪,然后采用信息散度作为投影指标,对投影指标值自适应分割,得到所要提取的波谱曲线,最后用光谱角匹配识别出目标及其位置。高光谱图像验证结果表明,该方法有效地去除了图像噪声,而且能够快速、可靠地提取端元并识别出目标。

在目标模型的建立过程中,将积分直方图引入到粒子滤波跟踪框架中,提出了一种快速的颜色直方图计算方法,极大地提高了粒子滤波跟踪算法的实时性。为了进一步提高算法的鲁棒性,引入了一种基于邻域颜色特征的匹配搜索机制,当跟踪精度下降时,能够对跟踪结果进行优化,减小跟踪误差。实验结果表明了该算法的有效性。

设计了一款上位机软件实现对国产中波凝视红外热成像系统的指控命令发送、软件版本更新等功能。红外图像的处理主要在FPGA内完成,上位机通过串口直接与FPGA内部的NIOS Ⅱ通信,完成红外图像的非均匀性校正、盲元处理(包括盲元列表的上传下载)、图像性能测试等功能,并且上位机可以通过串口直接对FPGA程序进行更新。为了提高通信的稳定性,所有通信命令采用统一格式的数据命令包进行发送和接收。相比较一般的串口数据通信,所设计的通信方式具有传输距离远、误码率低、软件升级操作简单、方便、效率高等特点。对比一般的红外成像系统,本系统采用串口在线升级FPGA的方式,简化了系统硬件电路设计,方便了系统后期维护。

在模糊和含噪声的红外图像配准中,利用角点检测实现特征点的选择,在提高角点提取效率的同时又保证了角点提取的精度。根据互相关的双向匹配实现对应特征点的自动匹配,然后由对应的特征点对估计出仿射变换的参数。实测的数据和计算结果表明,这种方法对于双波段红外图像的配准是有效的,而且有利于后续的图像融合。

微机械陀螺作为小型化光电稳定平台中的核心传感器,由于存在随机漂移,直接影响了其使用精度。小波算法以其多分辨特性，适合于非平稳信号的去噪，应用小波分析算法，实现了微机械陀螺的实时滤波。通过仿真及实验验证了算法的效果。结果表明,应用小波分析算法可以将漂移均方差降低为处理前的5%以内。

激光三角测量方法因其具有结构简单、非接触、信号处理便捷等特点而得到广泛应用。针对工程应用中提出的高精度、大工作距离的测量要求,从激光三角位移传感器结构、光斑定位不确定度和定标方法等方面进行分析,分别讨论了各个因素对于测量精度的影响,并提出了优化方案。经实验验证,该激光三角位移测量系统在110 mm的工作距离下测量误差小于1.2 μm,优于在同等工作条件下的商用激光三角位移传感器。

阐述了高光谱遥感的特点、优势,以及在航空及航天领域的发展情况,列举了几种典型高光谱成像仪的光学系统原理和主要技术指标。在此基础上,概述了高光谱遥感在植被生态、大气环境、地质矿产、海洋、**等领域的应用情况。最后对高光谱遥感发展趋势提出了几点建议,包括低反射率目标遥感、高信噪比、高空间分辨率及宽覆盖范围等方面。

为有效评估红外对抗干扰效果，通过分析红外对抗干扰效果评估的一般方法，提出了基于图像特征的红外对抗干扰效果自动评估方法，给出了可行的图像特征向量组成，并通过实测数据进行了实验验证。结果表明，该方法可对红外对抗干扰效果进行定量和自动的评估，在红外对抗干扰效果评估试验中具有一定的应用价值。

根据多光谱相机技术指标要求,讨论了空间多光谱相机的光学设计。采用准远心的离轴三反式结构满足测绘用多光谱相机的低畸变要求。考虑加工、装调与检测等因素,将次镜设计成球面,提高了设计的可靠性。优化完成的设计结果相对畸变小于0.012%,成像质量良好,全视场各谱段MTF在Nyquist频率下优于0.75。加工、装调后的系统静态传函测试结果高于0.2的系统技术指标要求。

分析了水下超广角成像光学系统的设计特点。基于鱼眼镜头结构，设计了相对孔径为1/2，水下全视场为105°，焦距为6.8 mm，光谱响应范围为可见光波段，采用同心球面罩的水下光学系统。该系统在空气中的全视场MTF在空间频率40 lp/mm时均高于0.8；在水中时，在40 lp/mm时，均高于0.4，能够满足水下光学系统对整个半球空域海空目标成像的要求。

设计了一种大口径内扫描三档变焦光学系统。系统工作波段为7.7～10.3 μm，焦距为65 mm、130 mm、390 mm，变倍比为6∶1，系统F数为1.67，最大口径为240 mm。系统具有较好的成像质量，且对冷反射和扫描温差进行了优化控制，这种变焦光学系统具有大口径、长焦距，能够用于对远距离小目标跟踪的特点，在高性能红外热像仪中得到较好的应用。

采用真空蒸镀与化学镀两种方法制备GaN基发光二极管(LED)金电极,分析比较了两种工艺所得芯片成本、外观色差、打线拉力。结果表明,化学镀金可选择性还原欲沉积的金属于电极上,较之蒸镀整面金属,可大幅度节省金属成本,且操作简单易行。化学镀金法所制得金属层,较蒸镀法所制得金属层表面粗糙,可有效减少电极间的色差,且能提高打线或焊线的附着力。

采用了一个梯形四能级原子系统，在多模光场的作用下利用量子相干技术使其实现介质的左手效应，使介质具备左手材料特性。在相互作用表象下，利用密度矩阵方程并结合相关条件下的有关公式进行理论计算，数值模拟结果显示，在合适的参量条件下，介质的相对介电常量和相对磁导率可以同时出现负值，产生了左手效应，相应的介质转化为左手材料。通过讨论在左手效应成立的条件下介质对光场的吸收和增益问题，结果表明，在弱探测场条件下，利用电磁诱导的方法也可以实现介质的左手效应。

报道了一种基于空气孔型光子晶体自准直环形谐振腔1×4光分束器。其结构由4个改变空气孔半径的分光镜组成。首先运用多光束干涉原理分析光分束器各个端口的透射谱,通过分光镜的合适组合,自准直光就可以按照设定的比例从各出口出射。再利用编写的二维时域有限差分程序进行数值模拟计算,其结果和理论值很好地吻合。该结构具有尺寸小、自由光谱范围大、硅基等优点,有望应用于未来的高密度集成光路中。