游程长度受限编码广泛应用于光(磁)存储系统中，通过将用户数据转换为符合特定信道约束的码元序列，从而提高数据传输的效率与可靠性。较为系统的介绍了游程长度受限编码的基本理论，从原理上分析了有限状态编码器与滑块分组译码器模型，并对主要的编码构造方法进行了概述，展望了游程长度受限编码的发展方向。

在1∶1体全息存储系统的读出过程中，保证图像的不失真和降低误码率是最关键的问题。提出了一种新颖的放大率补偿算法，定量分析了放大率偏移误差对图像的影响，并通过理论推导和实验模拟证明了这一算法的可行性。

在扫描探针纳米加工技术的基础上，提出了利用原子力显微镜(AFM)来制作高频光栅的新工艺。利用AFM硅制探针，在接触模式下对光盘(聚碳酸酯材料)进行刻划试验。对刻划光栅的工艺参数进行优化，得到了纳米量级光栅。并将刻划所得光栅应用于数字云纹法，与数字参考栅干涉形成微／纳米数字云纹。实验结果表明，该法所制得的光栅可以应用于实际变形的测量。

在飞机机身的上下位置分别安装一个激光器，提出了一种实时测量在飞行过程中机翼弹性变形量的方法。以激光器与安装反射镜的机翼顶端之间的测量距离数据为依据，得到机翼或机身上任意点的实时变形量。机翼或机身上任意点的实时变形量是从机翼变形数据库中提取的数据量计算得到。根据弹性薄板理论，利用理想二维梁为例说明了该方法的实现过程，并且进行仿真说明。该方法对实时测量机翼弹性变形量具有普遍意义和实际应用价值。

采用三维时域有限差分法(FDTD)，模拟计算了光子扫描隧道显微镜(PSTM)系统中的介质和银质金属样品在不同偏振模式光源下的近场强度分布。使用介质小样品检验探针性能，在探针不同位置计算得到了相似的近场强度分布图，说明编写的程序是可信的。给出了等高扫描时p偏振和s偏振条件下，“PSTM”字样介质样品和银质金属样品上方5nm处的近场强度分布图，结果显示：对介质样品，p偏振波能较好的反映样品的形貌，这是由入射电场的方向决定的；银质金属有表面增强作用，对不同偏振波均能在某种程度上反映样品的形貌，仍有待近一步的研究。

分析了一种基于基尔霍夫定律的钽酸锂(LiTaO₃)热释电探测器作为接收元件的实时测温系统中，机械式调制盘对测量精度影响，提出了改变机械式调制盘对测量精度的影响的方法；介绍了液晶调制器的结构、对辐射调制的原理以及在使用过程中的优点。设计了利用液晶调制器替代机械调制器的钽酸锂热释电实时测温系统。结果表明，利用液晶调制器改进后的测温系统在给定的温度范围中，测量精度均有明显的改善，符合测量要求。

介绍了下一代空间望远镜的可展开式反射镜的概念及设计方案，分析了展开式反射镜单元镜的支撑方案，目的是确定单元镜支撑点数量及排布方式。用有限元方法分析了12－6－1、12－8－1和16－8－1型三种支撑点排布方式下各自的镜面自重变形。计算结果表明，采用16－8－1型的排布方式较为合理。计算带有支撑座的单元镜在1g惯性载荷作用下，通过调节支承座位移，获得镜面RMS值为16．52nm，小于1／4波长(632．8nm)的面形，表明将该支撑方案应用于单元镜具有可行性。

从理论上对零拍测量法测量激光线宽系统的分辨率进行了计算，并在理论和实验结果中证明多模光纤也可用于光纤延时零拍系统。实验建立起了1064nm、窄线宽、单纵模激光二极管泵浦Nd∶YVO₄激光器的延时零拍多模光纤线宽测量系统，并通过这一系统观测和研究了激光的功率谱分布。

对基于白光干涉的埋入式F－P光纤应变传感器的测试原理及主要结构参数进行了分析，介绍了该埋入式传感器的研制工艺特点。通过对传感器的性能考核试验，验证了该传感器具有优良的精度稳定性和耐久性，通过秦沈客运专线辽河特大桥施工过程监测试验，验证了该传感器满足桥梁施工现场复杂状况下混凝土结构应变监测的要求。由于该传感器的成本不及同类型进口产品的1／5，具有广阔的普及应用前景。

简要介绍了二元光学器件衍射效率的理论计算方法，给出了一些衍射效率的测量方法，在此基础上设计了一套实用的衍射效率测试系统，并针对一个应用在3～5 μm波段的具体红外混合光学系统进行了测试，给出了测试结果，此测试系统对红外混合光学系统的设计加工具有实际意义。

在介绍一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪的基础上，着重讨论了反射辐射、探测器周围环境的热辐射、仪器工作波长的带宽，以及光路中选择性吸收气体的光谱吸收等多种因素对仪器测温精度的影响，并提出了相应的抑制措施。实验表明，采取相应的抗干扰措施后，在系统要求的测温范围400－1360℃内，其测温精度符合设计要求。

利用太赫兹时域光谱(THz－TDS)测试技术及透射式太赫兹逐点扫描成像技术分别对几种玉米种子DNA和胚的样品进行了光谱和成像测量；利用空间图样成份分析(component spatial pattern analysis)方法对得到的THz像进行识别运算。实验结果表明，几种样品在THz波段都有不同的吸收特性，但都没有明显的吸收峰，不能利用“特征指纹谱”进行识别。用基于THz扫描成像的空间图样成份分析方法能很好地实现不同玉米种子DNA样品的鉴定和识别。与现有的THz图像识别方法相比，这个方法只需要THz像的实验数据和样品的吸收谱信息，不需要样品的其它特征。这项研究为进一步利用THz成像技术实现无损检测、安全检查、质量监测等提供了依据，具有实际应用价值。

利用自行研制的光谱响应测试仪对国产三代微光管进行了光谱响应测试，给出了三代微光管的光谱响应特性，利用曲线拟合方法估算了GaAs光电阴极材料的性能参数。结果显示该三代微光管的积分灵敏度约800μA／lm左右，所选GaAs材料的电子扩散长度为2．0 μm，与1．6 μm的阴极厚度相当，电子表面逸出几率为0．38，后界面复合速率为10⁶ cm／s。发现GaAs材料的扩散长度偏低，以及阴极的后界面复合速率太大是限制三代微光管光电发射性能进一步提高的重要原因。

在单层保偏膜式光学玻璃电流传感系统中，费尔德(Verdet)常数、线性双折射和反射相移都是光波长的函数即存在色散特性，因此在采用宽带光源时系统中会产生波长积累效应。先给出了三者的色散特性公式，再对其波长积累效应进行理论分析和计算机仿真。研究结果表明，在所考虑的线性双折射和反射相移的量值范围内，波长积累效应对光学玻璃电流传感系统影响甚微，用单色光模型处理宽带系统的做法是合理的与可行的；光源谱宽变化对系统输出的影响小于0．025%，在考虑三者的联合影响时，Verdet常数色散的影响占主导地位，而且整体上系统输出随光源谱宽的增加而有微弱增加。

稀土掺杂磷酸盐玻璃具有优异的光学和光谱特性，在激光介质、有色滤光材料等领域中有着重要的应用。在P₂O₅－Al₂O₃－BaO－Sm₂O₃(PABS)玻璃形成能力研究的基础上，借助MAS NMR、红外光谱等分析手段，研究了玻璃的结构、玻璃组成与热处理等对玻璃结构的影响。结果表明：不同组成PAB(S)玻璃的³¹P MAS NMR谱在－20ppm～－25ppm范围内均存在单一的特征信号峰，对应于磷氧多面体[PO₄]的Q²型结构；在18ppm、－12ppm和－36ppm处²⁷Al的MASNMR谱的三个特征信号峰分别对应于²⁷Al的[AlO₅]、[AlO₆]、[AlO₆]配位结构，稀土离子的掺入以及热处理均使得[AlO₆]向[AlO₅]转变；玻璃的网络结构主要由Q²型[PO₄]、[AlO₅]和[AlO₆]构成，并P－O－P、P－O－Al的形式相连接。玻璃在1383 cm^－1处出现的吸收峰可能是玻璃结构中形成了P－O－Sm键所致。

光子晶体光纤(PCF)是一种具有特殊包层结构的光纤，它是利用光子禁带效应(PBG)来导光的。利用时域有限差分法(FDTD)来分析光波在PCF中传输的色散特性，结果表明，PBG光子晶体光纤的色散值和色散斜率比常规的通信光纤要小。

提出一种用于检测图像运动矢量的高分辨率灰度投影算法。灰度投影算法将图像在水平和垂直方向上的灰度投影数据作为图像特征，获得图像运动信息，一般只能达到一个像元精度。而通过采用相关计算进一步细分灰度投影数据，可以提高图像运动特征位置信息的精度，获得亚像元级的图像运动矢量。实验室摇摆台电子稳像实验结果表明，该方法可以有效提高图像运动矢量的计算精度。

相控阵天线是雷达技术的重要发展方向之一。电子相控阵雷达所遇到的问题是天线阵列孔径效应限制了雷达信号的瞬时带宽，使其不能满足通信和雷达技术的发展需要。光学实时延迟技术，可以解决这一问题。介绍了相控阵天线光实时延迟控制原理。并对几种典型的光实时延迟线的工作原理和技术特点作了简要的分析。

介绍了负折射率现象及其优良的光学性能，并从麦克斯韦方程出发推导了正负折射率介质薄层的转移矩阵，经模拟计算发现：正负折射率交替的一维光子晶体有很宽的光子禁带和狭窄的透带，而且无论是TE波还是TM波在中心波长光学特性几乎都不受角度的影响，可用作宽带全方位反射镜，可望在在光路集成、光通信领域得到广泛地应用。

在代数重建技术中投影序列的选择次序对重建收敛速度及精度均具有重要影响。针对在360°方向上均匀获取投影数据的场合，提出加权距离正交投影排序方法。该方法将投影序列分成若干组，在每一组内前后选择的投影序列彼此正交，同时相邻组之间投影序列尽可能均匀分布。该方法能提高重建精度及收敛速度，同时利用前后正交投影角度下射线经过像素信息关系，可将重建速度提高1倍。

为解决CO₂激光器高反膜耦合窗在腔内高功率激光作用下产生的热效应问题，对耦合窗的温度场和热形变场进行了理论分析研究。通过谐振腔工作状态分析，首次提出了腔内振荡激光具有混合模式分布的表达式，并利用半解析热分析方法得出了在混合模式下耦合窗产生的温度场和热形变场的一般表达式，同时与将腔内激光分布作均匀分布、高斯分布假设下耦合窗的情况作了对比分析。研究结果，当腔内谐振功率为3800W、腔内激光混合模式分布时，耦合窗内表面中心最大热形变量约为0．91 μm，作均匀分布、高斯分布假设分别造成最大热形变量偏小20．88%，偏大78．02%。

在实际成像中，通常样本中的物质是变化的，故样本中不同位置的折射率不一样。由于三维样本的折射率与物镜所浸物质的折射率的不匹配，导致不同深度的点扩展函数可能不同。在此深度变化成像模型基础上应用最大期望(EM)复原算法能够提高图像清晰度，尤其是深度方向，但会丢失图像的一些微弱细节且出现一些孤立亮点，因此将调整EM算法运用到基于三维显微光学切片中成像随深度变化的图像模型上，此二者结合后的新算法可以避免上述缺点，较好地恢复图像微弱细节。

提出了一种新型的基于3×3平行排列耦合器的全光光开关。此种光开关具有两个独立的输出端口且具有极好的偏振稳定性，消光比可达20dB。介绍了其工作原理，详细分析了信号光强度、控制光强度、光纤长度及耦合器分光比偏差等因素对各端口消光比的影响。比较了不同种类和长度光纤环的开关性能，首次得到了耦合器分光比偏差对消光比的影响曲线。

提出了微分Haar－Gaussian小波变换算法并将其应用于边缘检测，在空域和频域中进行变换，并应用带宽匹配方法和远心测量光学系统，提高了运算速度，通过对实际大景深物体离焦像的边缘测量，得到了准确的结果。

在明确线结构光三角测量法原理的基础上，针对目前面形测量系统测量功能的单一性，设计了一种集旋转测量和移动测量于一体的面形测量系统。在系统结构设计中，系统参数，包括激光器和CCD之间的基线距离L、工作距离D、测量角α、透镜焦距f和CCD自身的参数对系统测量分辨率和测量范围有直接影响。在分析了这些参数之间的关系的基础上，对系统进行了优化设计和工作参数的确定。

为克服经典区域增长算法门限设置困难和图像分割精度不高的问题，提出了基于支持向量机学习的区域增长与活动轮廓模型结合的高精度图像分割算法。首先交互式选择属于目标区域的子块和背景区域的子块形成支持向量机的训练样本；并利用这些已知的训练样本训练支持向量分类器。在目标与背景的并行竞争增长过程中，利用训练好的支持向量分类器(SVC)进行分类判决，得到目标对象的初始轮廓。为提高分割对象的精度，采用活动轮廓模型获得准确的边缘。仿真实验获得了较好的分割效果，表明该提出的算法是合理可行的。

结合目前纹理分析的三类算法，提出了尺度质心统计的分析算法。该算法以具有多分辨率特性的小波包为基础，结合结构法的纹理元分析方式，采用区域质心完成局部特征提取，最后使用投影法进行整体的特征提取。实验证明，尺度质心统计取得了令人满意的纹理分析效果。

对自制的掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃1．54 μm荧光寿命进行了测量。实验结果表明：荧光衰减曲线是一条单指数曲线，与理论分析相一致，荧光寿命数量级为ms量级；在所考虑的泵浦功率范围内，两种样品的荧光寿命基本不随功率的变化而变化；荧光寿命随着样品掺铒浓度的增加呈现减小趋势，而在掺铒浓度一定的情况下随掺镱浓度的变化不明显，主要由于受激发的铒离子把能量通过间接耦合给了猝灭中心。

在余弦－高斯光束通过薄透镜聚焦系统的光场分布函数的基础上，利用二阶矩定义导出了聚焦余弦－高斯光束的光斑函数的解析表达式，由此求得束腰宽度及位置，进而给出了余弦－高斯光束的相对焦移的解析表达式。分析了光学系统参数以及光束参数对实际焦平面位置的影响并作了数值计算。

介绍了在位相测量轮廓术中的一种相位修正及系统参数标定的新方法。对参考面(标定面)上点的位置－相位关系进行全场拟合，并根据该相互关系对参考面相位进行修正，能够非常有效地去除相位误差；提出的参数标定方法能精确得到投影系统参数的组合。实验证明了此方法具有良好的实用性和测量精度。

对偏振器特性的分析表明，当光斜入射时，振动方向与偏振器透光轴不平行的光也能通过偏振器，只要该方向与系统光轴与透光轴构成的平面平行。提出了透光平面的概念。利用欧拉角表示光波坐标系和偏振器坐标系之间的变换，得到透过偏振器后偏振光的振动方向及其大小的数学表述，给出了简化表达式及其使用条件。表达式具有一般性，可以直接使用。

提出一种广义霍夫变换方法对相交目标进行轨迹预测，该方法利用概率分布原理，在参数空间中寻找点分布最集中的区域，以确定目标轨迹二次曲线方程的系数。为了提高搜索速度，提出采用投影法定位二次曲线方程的系数，从而使该方法满足实时性要求。该方法抗噪性强，克服了最小二乘轨迹预测法对噪声敏感的缺点。实验中采用最小二乘法和广义霍夫变换对相交目标进行轨迹预测，目标分离时正确匹配率分别为87．5%和95%。

针对时间调制型成像光谱仪需要高精度动镜驱动系统，无法承担高速光谱测量的弱点，研制了一种新型的基于菲涅耳双面镜的全反射式成像光谱仪。由于采用了全反射式的结构设计，同一套系统可以工作在可见光和红外不的同波段。通过试验结果分析了系统的基本性能。

三维显微图像去卷积计算量巨大，运算时间长。评价和分析了三维点扩散函数、散焦像、光学切片以及不同三维点扩散函数去卷积的复原图像，进一步证明了散焦光信息对焦面像的干扰，主要来自于焦面像两侧附近的散焦像。提出了折中选择三维PSF的空间大小，可以获得良好的复原效果，并且减少运行时间。提出了频谱图均值的新概念，作为评价图像清晰及模糊程度的标准，并运用于散焦像、光学切片以及复原结果图的评价。

简要介绍了CMOS模组调焦的基本原理。在分析传统调焦方法的基础上，提出了用双光源标板进行调焦的新方法，同时测量CMOS中心像场近距离和无穷远处的MTF，调节镜头和CMOS的相对位置使两处的MTF相等时的位置为最佳对焦位置，实验结果证明该方法调焦范围分布窄、调焦精准、检查位置设置合理。对百万像素照相手机CMOS模组调焦、检测有较大的实用价值。

介绍了采用PIN硅光电二极管作光接收器件实现的一种被动式实时测温系统。该系统主要由光学接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。从系统的相对测温灵敏度及探测器的温度分辨力与波长间的关系出发，结合大气对红外辐射的透射特性，确定了系统的工作波长；从系统的抗反射辐射能力出发，并结合探测器的最小可探测光功率要求，确定了系统的波长带宽。从P₁、P₂的测量不确定度出发，讨论了待测目标的发射率及温度的测量精度。结果表明，当λ=0．80 μm、△λ=20nm时，在测温范围600～2500℃内，系统的测温不确定度优于0．3%，满足设计要求。

在恒星辐照度谱模型的基础上，根据卫星轨道理论及恒星数据库建立仿真实验系统，对低轨卫星与中继卫星间(LEO－GEO)、中继卫星间(GEO－GEO)、低轨卫星间(LEO－LEO)三种典型的星间激光链路进行了仿真研究，深入分析了恒星背景噪声对卫星光通信终端跟瞄子系统的影响规律、背景光功率等特性。仿真结果表明：对于视场较大的LEO终端，恒星进入视场的概率约为7%～10%，而对于视场较小的GEO终端，恒星进入视场的概率仅为0．05%，恒星背景光功率约为10^－13～10－¹¹W。该项工作对星间激光链路设计、光通信系统参数优化等工作具有一定指导意义。

MPEG－4作为一种适合各种多媒体应用的图像压缩编码标准，已经得到广泛应用。介绍了I帧、P帧、B帧的运动图像编码。论述了影响图像恢复质量的几个因素，包括以下几个方面：DCT(Discrete cosine Transform)离散余弦变换；QP(Quantize Parameter)量化系数；SR(Search Range)运动估计中搜索范围以及半像素搜索(half－pixel searching)等。通过压缩比，峰值信噪比，编解码时间等大量实验数据比较各因素影响大小。实验证明量化系数对图形恢复质量影响最大，其余几个因素也有一定影响。

合成全息图存在特殊的图像畸变问题。以研究图像畸变问题为目的，分析了场景采样、全息图记录、再现系统的几何关系，提出了该畸变问题产生的原因，解释了造成的影响，并简要讨论了一些改进方法。

传统的基于声光技术的信号处理模型被建模为平稳随机过程，而在扩频通信中，信号是被伪码调制的循环(周期)平稳信号。因此，扩频信号应被建模为循环平稳随机过程。基于声光信号处理技术和循环平稳随机过程理论，建立了声光循环平稳信号处理模型，并应用于扩频通信中，理论分析和仿真表明，声光循环平稳信号处理技术在扩频通信领域的信号分析中是十分有用的。

为改善彩色等离子体显示器(PDP)的白平衡，研究了维持期寻址电极辅助脉冲对PDP亮度的影响，提出了辅助脉冲数调制改善PDP白平衡的新方法。通过在各子场对三基色寻址电极分别加幅度、宽度和延时相同，但数目不同的辅助脉冲，从而改变三基色之间的亮度比率，使每个子场和各灰度级的白平衡满足要求，改善了全屏白平衡一致性，而不需要改变现有电路硬件设计，不增加额外电源。实验结果表明，在整个灰度区间，PDP的白平衡平均从0．021改善到0．0025，并且分布在较小的色温区间。

提出了一种以灰度为载体的数字图像频域相关(DFC)计量的方法，通过傅里叶变换和滤波，直接提取物体位移信息。与传统的激光散斑法比较，无需干涉光源，可用白光照明，因此对实验环境的要求很低；与数字图像相关法比较，计算速度更快，对照明要求更低，不受刚体转动影响。新方法不仅设备简单、容易实现，还具有灵敏度可调，测量过程无需人工干预的良好特征，由于充分利用了计算机数字图像处理的功能，抗干扰性强，是一种适合工业现场测量的有发展前途的位移全场测试新技术。

从描述皮秒光脉冲在色散缓变光纤(FSDD)中所满足的非线性Schr?dinger方程(NLS)出发，数值模拟了高阶皮秒脉冲在增益系数取值不同的色散缓变光纤中的孤子效应压缩，研究分析了增益系数所产生的影响。计算结果表明，对于孤子阶数确定的光脉冲，增益系数有一最佳取值范围，对应于孤子效应压缩的参量——脉冲压缩比有最佳值。讨论了初始啁啾的影响。

研究了激光致盲干扰设备对光电制导系统、光电成像系统和激光测距机干扰效果的评估方法，分别提出了相应的干扰效果评估准则。对于光电制导系统，可以根据实施激光致盲干扰后制导**的脱靶量是否超出正常制导精度的三倍或杀伤半径判定干扰是否有效，并根据干扰成功率的大小划分干扰等级。对观瞄用光电成像系统的干扰效果，可以按照致盲激光对成像功能的损伤、破坏程度划分为四个等级；对跟踪用光电成像系统的干扰效果可以根据实施干扰后成像系统能否输出有效跟踪脱靶量，以及脱靶量是否超出正常跟踪精度的三倍判定干扰是否有效。对激光测距机的干扰效果可以依据致盲激光对测距机测距精度、测距能力的影响程度划分为四个等级。

分析了激光单脉冲时－空实时测量对时－空采样器的要求，提出了在高峰值功率密度下探测器设计的“梳导”思想，讨论了用不同长度的单模光纤束制作时－空采样器的关键技术和工艺。这种时－空采样器具有高带宽、高损伤阈值、高捕获率的优点。

采用Z扫描技术对一种新的偶氮苯类化合物的三阶非线性光学系数进行了测量。实验结果的分析表明，该化合物具有较大的三阶非线性极化率；其三阶非线性主要来源于强的π电子离域性。

在分析光纤陀螺噪声特性的基础上，研究了减少光纤陀螺信号随机漂移的方法，采用解相关变步长LMS算法，对光纤陀螺信号进行滤波，并同LMS滤波算法进行了比较，这种算法具有更快的收敛速度。实验结果表明，解相关变步长LMS算法对于抑制光纤陀螺中的随机漂移、提高信噪比具有良好的效果。