水体后向散射系数bb是重要的海洋光学参数, 在以悬浮物为主要组分的浑浊二类水体中, 其对于水体光学性质起着决定性的作用, 该参数的遥感反演对于海洋光学与水色遥感研究具有重要意义。利用2005年渤海近岸水体实测数据集, 建立了基于水体遥感反射率光谱数据的后向散射系数bb(λ)经验反演模型(λ=442 nm, 488 nm, 532 nm, 589 nm, 676 nm), 经实测数据检验, bb(442)和bb(589)反演平均相对误差约为30%;bb(488)和bb(676)反演平均相对误差优于40%;bb(532)反演平均相对误差约为57%. 通过分析模型对于输入误差的敏感性发现, 当输入端引入±5%的误差时, 模型反演值的误差波动在绝大多数情形下可控制在±10%以内, 模型是稳定可靠的。模型适用于渤海近岸浑浊水体, 可用于水体光学参数的时空分布特征分析以及基于固有光学参数的水色组分遥感反演。

利用CE317太阳辐射计对2005年第19号台风登陆前后期间(9月29日至10月6日)进行观测实验, 采用Langley法分析台风对中国大陆沿海地区气溶胶光学特性的影响。指出台风过后气溶胶光学特性明显发生改变, 气溶胶大粒子数增多, 小粒子数减小。气溶胶光学厚度、ngstrm波长指数α和大气混浊度系数β为测量期间最低分别为0.132(550 nm处), 0.861和0.079。同时利用实验期间APS3321空气动力学粒度仪分析的气溶胶单位体积数粗细质粒所占比重、气溶胶粒子尺度谱分布和实测的日际气溶胶粒子数浓度对实验分析结果α, β进行对比, 发现它们之间的一致性很好。

分析了湍流大气对相干合成光束传输的影响, 根据广义惠更斯-菲涅耳原理, 对相干合成光束在不同强度湍流大气中传输进行计算, 对接收平面处的光强分布的统计特性, 如桶中功率(PIB)曲线、局部功率曲线进行比较。研究结果表明, 较弱的湍流大气对相干合成光束的传输影响较小, 接收平面的光强分布以及PIB曲线基本不变; 随着湍流强度的增大, 相干合成光束的光强分布和PIB曲线产生显著变化, 光斑扩展和能量的弥散速度加快, 光束的能量集中度显著降低。计算了湍流大气传输后光束的空间相干度, 认为空间相干度下降是降低相干合成效果的原因, 对如何降低湍流大气的影响进行讨论。

理论分析了金属、介质/金属结构空芯光纤在THz波段的模式结构和传输特性。金属空芯光纤支持TE11模式, 介质/金属空芯光纤的介质膜厚在取最优值时支持HE11模式。对于波长为200 μm的太赫兹波, 内径为1 mm的两种空芯光纤, TE11和HE11模式的损耗分别为8.4 dB/m和2 dB/m。为优化介质/金属结构空芯光纤的传输性能, 分析了金属和介质材料的光学常数对衰减系数的影响。基于几种已发表的金属在太赫兹波段的光学常数, 计算结果表明铝是最好的选择; 初步测量结果显示, 在各种树脂材料中聚乙烯在THz波段吸收较小, 并且其折射率接近介质膜的最优值1.41, 为太赫兹波空芯光纤中介质膜材料的理想选择。

提出一种根据实验测量的损耗谱曲线,通过曲线拟合等方法获得空芯光纤中介质层薄膜材料色散性质的方法, 并使用此方法得到了数种空芯光纤中常用的介质层材料在可见光与近红外区域的色散柯西公式。将得到的介质层材料色散引入到空芯光纤传输损耗谱的理论计算中之后,相对于不考虑材料色散或者使用文献中提供的色散数据进行计算的结果,理论计算结果能更好地符合实验测量结果,从而能够在理论上更加准确地预估空芯光纤在可见光与近红外区域的低损耗窗口的位置。所获得的材料色散柯西公式对于空芯光纤的高性能化设计有重要的辅助作用。

从理论上和实验上研究了一种操作简单、响应速度快、价格低廉和高分辨率的基于阵列波导光栅(AWG)的准分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感器。该传感系统采用了阵列波导光栅双通道强度解调技术对光纤光栅的布拉格波长和温度进行精确的解调。实验结果表明, 该系统对宽带宽光纤光栅的布拉格波长和温度解调均具有高线性度, 考虑系统稳定性及光纤布拉格光栅之间的串扰影响, 波长测量精度仍可达2 pm, 温度测量精度优于0.2 ℃。

倾斜光纤光栅的透射谱中有纤芯模和大量的包层模, 它们具有与布拉格光栅相同的温度特性。利用HF酸腐蚀的方法得到具有不同包层直径的倾斜光纤光栅, 研究了其对外界折射率的传感特性。结果表明, 外界环境折射率在1.333～1.4532之间变化时, 同一直径倾斜光纤光栅的高阶包层模的敏感性要比低阶包层模强; 随着包层直径的减小, 包层模的敏感性增强, 且在折射率比较高的环境中有更高的敏感性。因此, 利用倾斜光纤光栅的温度特性不仅可以解决温度交叉敏感问题, 而且通过不同的腐蚀程度能定制所需要的灵敏度, 以实现对环境折射率的高灵敏度测量。该方法可应用于对生物和化学等高灵敏度传感领域的各种溶液进行实时监控。

提出了一种单模光纤中采用双宽带抽运实现宽带受激布里渊散射(SBS)慢光的方法。给出了双宽带抽运的SBS慢光及其脉冲展宽的理论模型。色散分析发现, 两抽运光间存在一个最佳的频率间隔, 可有效地减少由于群速度色散所引起的脉冲展宽。理论计算表明, 该方案所获得的SBS增益带宽和信号脉冲群延迟分别提高到了相同条件下单宽带抽运的1.7倍和2倍。

为解决变光照下人脸识别的识别率低, 光照正规化算法复杂, 不易实现的问题, 提出一个新的光照正规化方法—微观本义复原, 即通过微观邻域上像素本义特征的定义, 将整体图像上变光照下的非线性灰度变化转化为微观邻域内的线性变化, 一定程度上避免了包括图像自身结构在内的不确定因素对图像复原的不利影响; 并以邻域内的本义特征为光照不敏感特征, 对本义特征进行结构编码, 并用最小二乘法拟合编码值与光照方向之间的关系, 最后根据得到的光照正规化参数复原图像。实验结果表明, 该方法算法简单, 易于实现, 能适应实时的人脸识别系统, 在光照变化90°以内的Yale B库的平均识别率可达94.1%。

针对Contourlet变换存在频谱混叠的问题,立足于拉普拉斯(Laplace)塔型变换的分析研究,指出了Contourlet变换频谱混叠的根本原因在于Laplace塔型变换中两个低通滤波器不满足Nyquist抽样定律,致使阻带截至频率大于π/2,导致Contourlet变换的频谱混叠。基此,设计了满足Nyquist抽样定律的低通滤波器,提出了一种新型的Contourlet变换,即抗混叠Contourlet变换。抗混叠Contourlet变换有效地抑制了频谱混叠,基函数的空频局域性均明显优于Contourlet。通过对Barbara图像的硬阈值去噪实验研究结果表明,抗混叠Contourlet变换去噪在峰值信噪比(PSNR)上高出Contoulet变换2.3 dB(噪声均方差为30),去噪效果好,同时还有效抑制了Contoulet变换去噪后的“划痕”现象,图像的视觉效果更佳。

图像配准在计算机视觉、遥感、医学诊断与治疗、环境监测等领域有广泛的研究应用。目前, 多数算法是将彩色图像转化为灰度图后再配准, 色彩信息的丢失可能会引起误配准。为此, 提出一种基于CSIFT(Colored scale invariant feature transform)的彩色图像配准方法, 求出彩色图像各个位置处的颜色不变量, 以颜色不变量作为输入图像, 再提取特征点并描述特征点周围的信息, 通过最近邻匹配法求出图像间的匹配对, 最后利用匹配的特征求取图像间的变换参数及配准后图像。实验结果表明, 对彩色图像进行已知参数值变换时, 该算法能得到精度高、误差小的计算结果; 对变换关系未知的彩色图像, 也能准确地求出图像间的映射关系; 且多数情况下运行速度较SIFT(Scale invariant feature transform)快。

苹果识别是开发苹果采摘机器人的关键环节, 利用图像处理技术和神经网络分类器探索苹果图像分割算法。从苹果树图片中选取苹果图像样本和背景图像样本, 分别计算这两类图像样本的颜色特征和纹理特征。颜色特征的计算基于RGB色彩模型, 纹理特征的计算基于灰度共生矩阵。选取适当的颜色特征(R/B值)和纹理特征(对比度值和相关性值)作为输入节点, 利用反向传播神经网络分类器建模, 输出值是一个0～1之间的计算值。通过阈值将输出结果分类为苹果或背景。试验结果表明, 该算法正确率大于87.6%, 对光照的影响不敏感, 是一种较为实用的苹果分割算法。

针对新生儿的疼痛与非疼痛面部表情识别, 提出将Gabor变换和支持向量机(SVM)相结合的分类识别方法。对归一化后的大小为112 pixel×92 pixel的新生儿面部图像进行二维Gabor小波变换, 提取出 412160维Gabor特征; 针对Gabor 特征向量维数高、冗余大的特点, 采用Adaboost算法作为特征选择工具, 去除冗余的Gabor特征, 从412160 维特征中选取出900维Gabor特征; 对选取出的Gabor特征用SVM进行疼痛表情的分类识别。该方法综合运用Gabor 特征对于面部表情的良好表征能力、AdaBoost 算法的特征选择能力以及SVM 在处理少样本、高维数问题中的优势。对510幅新生儿的表情图像进行测试的结果表明, 疼痛与非疼痛表情的分类识别率达到85.29%, 疼痛与安静表情的分类识别率达到94.24%, 疼痛与哭表情的分类识别率达到78.24%。

基于反射光偏振特性, 提出了利用图像处理技术测量透明物体三维形状的理论和方法。分析了物体表面反射光的偏振特性, 表明自然光在经透明物体表面反射后, 反射率随光的振动方向不同而不同, 即反射光表现出部分偏振光的特性。研究了强度反射率与入射角以及光强与偏振片方向之间的函数关系, 得到了光强大小与入射面方向的关系; 根据偏振度概念并结合菲涅耳公式和折射定律, 建立了偏振度和入射角之间的表达式, 可求得物体表面法线方向, 进而得到透明物体的形状。研制了光学实验平台, 获得了物体反射光的偏振图像, 经过图像处理, 获得了被测物体的三维形状。实验结果表明, 这种方法对透明物体形状测量是有效和实用的。

反向条纹投影技术是一种应用于在线或批量检测的快速而稳定的光学三维面形检测技术。提出了一种新的产生反向条纹的算法, 新的算法建立投影器坐标系与摄像机坐标系的正向映射变换关系, 通过投影器坐标系上一个像素点的两套相位值, 找到其在摄像机坐标系中对应的位置, 即产生投影器坐标系像素点在摄像机坐标系中的注册。由于期望在摄像机中观察到的条纹图像只是简单的正弦条纹图像, 直接读取注册点的期望条纹相位, 很容易产生反向条纹。计算机模拟和反向条纹投影实验中的相位标准差分别达到7.044×10-6 rad和3.34×10-2 rad, 比以前的方法在精度上有了较大的提高, 并简要分析了精度提高的原因。计算机模拟和实物测试实验都验证了该方法的可行性。

光电成像系统存在一个最佳角放大率,使人眼与成像系统达到最佳匹配状态,系统获得最佳性能。基于MRC物理意义,提出MRC信道宽度CCD成像系统综合性能评价方法,通过实际CCD成像系统的观察实验确定了评价模型的表达式,分析了各种系统参数变化对该方法的影响。结果表明,利用MRC信道宽度评价方法描述的最佳角放大率变化与实际情况一致。在最佳角放大率情况下,系统与人眼视觉得到最佳匹配。

针对国内外转炉炼钢终点控制的现状, 建立了一种用于终点预测的神经网络模型。以炉口辐射信息获取系统为实验平台, 运用光纤谱分复用和颜色空间模型转换技术, 分析发现了光谱与图像信息特征量在吹炼过程中呈现出中前期类似、末期相反的规律。从得到的特征规律曲线中选用一些关键特征量, 在改进的修正系数算法基础上, 进行了模型的训练和预测分析。实验结果表明：响应时间在2 s以内, 满足快速判定的时间要求; 改进算法的模型预测精度高于常规算法, 该系统可以正常工作在转炉炼钢的恶劣环境下, 达到了预期效果。

中国科技大学国家同步辐射实验室“光谱辐射标准与计量实验站”上的反射率计主要用于测量各种光学元器件在X射线、真空紫外波段的反射率。为保证测试结果的精确性和可靠性, 在大量实验数据的基础上, 结合必要的理论推导, 对反射率计测试误差来源及影响程度进行了分析, 确定影响反射率计测试精度的主要因素包括光源、探测器、样品安装等。总结了光源波动、探测器损坏的几种典型形式, 定性、定量地分析了这些因素和样品安装、光斑尺寸对测试精度的影响, 针对性地提出了应对办法, 把测试误差控制在2％以内, 从而有效地保证了测试精度。

为了监测松散地层沉降变形, 提出了一种用于钻孔中植入式光纤Bragg光栅传感器(FBG)的结构和传感网络系统。基于室内实验结果, 给出了用于岩层变形检测的传感光栅波长带宽为6 nm, 分析了多点传感信号分辨因子, 由光源带宽决定的测试系统最大实际复用能力为6个传感器。设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用/空分复用混合阵列。工程实践表明, 光纤光栅传感系统采用双回路布置, 可提高系统下放后光纤光栅传感器的成活率。

针对高精度硅球直径测量系统的特点, 分析平面波反射光的多光束干涉和双光束干涉, 以及正入射时高斯光束反射光中心的多光束干涉和双光束干涉, 对不同条件下的高斯光束反射光中心的干涉光强进行了数值模拟。对采用五步相移算法时高斯多光束干涉的影响进行了研究, 给出了特定参数条件下不同束腰ω0和传播距离z时的最大相位误差,当ω0=5 mm, z=2000 mm时的最大相位误差达0.08%。

提出了一种基于模拟退火(SA)算法和最小二乘法支持向量机(LS-SVM)选择可见-近红外光谱特征波长的新方法(SA-LS-SVM)。该方法用LS-SVM作为识别器, 用识别率作为SA的目标函数, 提取合适的特征波长数以及对应的特征波长。3种不同品牌的润滑油可见-近红外光谱的特征波长分别用SA-LS-SVM, 主成分回归分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS)进行处理, 提取特征波长或主成分, 然后结合反向传播人工神经网络(BP-ANN)对各种处理方法进行识别预测。结果发现, SA-LS-SVM只需从751个数据光谱中提取4个特征波长, 就可以使三种品牌润滑油的识别率达到了100%, 而其他所有的方法发现预测率都达不到100%, 由此验证了SA-LS-SVM的优越性。实验结果表明, SA-LS-SVM不仅能有效地减少建模的变量数, 而且可以提高预测精度。

针对现场全面评价大尺寸测量仪器精度的特殊性, 提出了一种采用多仪器站多控制点的精度评价方法。基于四元数的空间数据配准, 将多仪器站的测量数据统一到全局坐标系下, 基于控制点坐标不变约束, 对测量值进行统计得到测量不确定度, 并从中提取仪器内部各传感器单元分量的不确定度。利用多传感器信息融合技术求得最优控制点, 减小坐标转换误差对结果的影响。以激光跟踪仪为例进行了仿真和现场实验, 结果表明, 该方法评价测距和测角不确定度的误差可分别降至1 μm和0.1″以内。

利用光纤延时自拍法对固体激光器输出激光频率的短期不稳定度进行了测量。Tm,Ho∶YLF微片激光器具有毫瓦量级的单纵模、窄线宽的输出, 实验测量了光纤延时长度为500 m下, 积分时间为2 ms, 4 ms, 40 ms, 100 ms的拍频信号。利用自拍频法获得了光纤延时长度为100 m, 200 m, 300 m, 400 m, 500 m, 对应的时间延时长度为0.5 μs, 1 μs, 1.5 μs, 2 μs, 2.5 μs下的输出激光的自拍频信号, 得出单频激光器的频率不稳定度为1.48 kHz/μs。最后对激光频率不稳定度与激光线宽的关系进行了讨论。

根据光波导短程透镜母线曲率半径与光传输损耗的关系, 利用数值计算的方法, 通过计算不同母线参数条件下, 四种解析解设计的短程透镜母线曲率半径, 研究比较了短程透镜卷边对其损耗的影响, 得出了短程透镜损耗与其有效区半径关系的曲线图, 发现透镜凹面半径一定时, 有效区半径越小, 即卷边越大时, 光传输损耗越小; 短程透镜的解析改进解和最优解设计的透镜卷边存在曲率奇点。并由此得出了四种解析解设计的短程透镜有效区半径选取原则及其满足低损耗条件的取值范围。

基于双目立体视觉的三维重构是计算机视觉技术的主要内容之一, 在机器人视觉导航、航空测绘、医学成像和工业检测等很多领域都有广泛的应用。提出一种基于网格点投影灰度相似性的双目立体视觉的三维重建新方法。首先将被测物体所在的世界坐标系划分成间距相等的矩形网格, 将网格节点作为潜在的物点投影到左右图像坐标系上, 然后根据不同深度的空间点在两幅图像上相应的灰度相似性来判断被测物体在三维空间中的深度信息。通过Matlab平台下的仿真实验证明了本方法的三维重建效果和计算效率都要优于传统方法。与传统的图像匹配方法相比, 具有算法简单、速度快、精度高、且不受摄像装置非线性畸变影响的优点。

提出了一种基于测量与校准功能合一的光学测棒的立体视觉坐标测量系统。采用光学测棒作为成像目标, 通过任意放置的两台摄像机获取测棒上的发光特征点的图像实现被测物体三维坐标的测量, 同时利用测量数据定期对两台摄像机外部方位参数进行校准。深入研究了两台摄像机内部参数和外部方位参数校准过程中的校准件和校准算法的设计, 以及系统测量建模等关键技术, 提出了相应的解决方案, 减小了摄像机内外参数校准及测量模型对测量结果的影响, 提高系统的测量精度。实验结果表明,该系统的最大测量误差为0.11 mm。

采用线性缀加平面波方法, 研究了霰石的主要成分CaCO3的电子结构和线性光学特性, 结果发现, 霰石的主要成分CaCO3是一种具有直接带隙 4.29119 eV 的化合物, 在这种化合物中, C原子的2s态和O原子的2s态杂化形成了阴离子［CO3］2-, 并解释了介电函数虚部主要峰的形成原因, 同时计算和研究了霰石的吸收系数、能量损失系数、折射系数和湮灭系数等光学性质。

利用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法计算了立方晶相二氧化铪(c-HfO2)的电子结构, 得到了c-HfO2的总态密度、分波态密度和能带结构。经带隙校正后, 计算了c-HfO2的光学线性响应函数随光子能量的变化关系, 包括复介电函数、反射率、复折射率以及光学吸收系数, 并从理论上给出了c-HfO2材料光学性质与电子结构的关系。经比较发现, 对c-HfO2的电子结构和光学性质的计算结果与已有的实验数据和其它理论研究吻合得较好, 从而为c-HfO2光电材料的设计与应用提供了理论依据。同时, 计算结果也表明采用密度泛函理论的广义梯度近似来计算和预测c-HfO2材料的电子结构和光学性质是比较可靠的。

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置, 以单束光入射CeKNSBN光折变晶体, 通过改变抽运光偏振方向和晶体c轴的夹角φ, 系统记录了不同φ角下的抽运光透射光强p随时间的变化情况。实验结果表明,当φ≤30°时, 基本没有光扇效应; 实验研究了正交偏振光写入下CeKNSBN晶体的两波耦合动态过程, 并与e光写入下两波耦合动态过程进行了比较, 发现正交偏振光写入时光扇噪声得到了明显抑制, 在相同的写入参量条件下光栅的衍射效率明显提高。

研究了不同偏振全息模式下基于交联偶氮苯聚合物薄膜的相位光栅的形成机理、衍射效率和偏振特性。利用琼斯矢量表征了正交线偏振(SP)和平行线偏振(SS)干涉模式下的偏振干涉场。基于SP和SS两种模式, 制作了无明显表面起伏的纯折射率光栅和有表面起伏的浮雕光栅。偏光显微镜(POM)观测说明纯折射率光栅具有周期性的折射率分布; 近场光学显微镜(SNOM)探测说明纯折射率光栅和浮雕光栅的表面起伏在5 nm以下和85.23 nm。实验表明, 当探测光为水平偏振时, 纯折射率光栅的衍射效率达到22.2%, 浮雕光栅只能达到1.65%。纯折射率光栅的0、+1级衍射光分别为水平和竖直线偏振光, 偏振度达到0.9969和0.9963; 浮雕光栅的0、+1级衍射光均为水平线偏振光。

运用不可约张量算法和群理论构造了C3V对称晶场中3d5组态离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵。用此矩阵计算了Al2O3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量(D,a-F)、晶体结构, 其理论计算值与实验值相符合, 并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响, 证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的, 自旋二重态对基态能级的贡献虽很小, 但却是不可忽略的。进一步研究了SO耦合作用、SS耦合作用对Al2O3：Fe3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响, 结果发现SO耦合作用是最主要的, SS耦合作用也是不可忽略的。

杂质扩散诱导量子阱混杂技术可用于制作腔面非吸收窗口, 提高大功率半导体激光器的输出功率。以Zn3As2为扩散源, 采用闭管扩散方式, 在550 ℃下对650 nm半导体激光器的外延片进行了一系列Zn杂质扩散诱导量子阱混杂的实验。实验发现, 随着扩散时间从20～120 min, 样品光致发光(PL)谱蓝移偏移增加, 峰值波长蓝移53 nm; 当扩散时间超过60 min后, 样品的PL谱中不仅出现了常见的蓝移峰, 同时还出现了红移峰, 峰值波长红移32 nm。分析表明PL谱蓝移来自Zn扩散引起的AlGaInP/GaInP间的量子阱混杂; 红移来自Zn杂质扩散对样品中Ga0.51In0.49P缓冲层的影响。还研究了扩散温度(550 ℃)和扩散时间对样品晶体品质的影响, 并在理论上计算了AlGaInP/GaInP量子阱混杂中的Al-Ga的互扩散系数。

利用Müller矩阵和Stokes参量, 从石英晶体旋光光学滤波器的透射比公式, 推导出了石英晶体旋光光学滤波器特征参量的理论计算公式。研究发现, 特征参量的值与滤波器的级数和滤波器中最薄石英晶体的厚度存在直接联系。计算得到一、二、三级石英晶体旋光光学滤波器在不同透射主峰的特征参量, 并对其进行了实验验证。通过对不同透射主峰的特征参量进行比较可以看出, 对于确定的滤波器, 不同透射主峰处的自由光谱范围和通带半峰全宽随着波长的增大而增大; 同一透射主峰处的通带半峰全宽随滤波器级数的增大而减小。

在微机电系统技术的基础上, 采用两层多晶硅表面微加工工艺, 设计并加工制作了一种闪耀角可调式的微型可编程光栅。介绍了微型可编程光栅的基本工作原理及结构设计特点, 针对其最主要的一个光学参量——最大闪耀角, 根据设计的光栅结构尺寸进行了理论计算, 并利用ANSYS有限元仿真结合Matlab软件的数据处理功能进行了数值模拟。设计并搭建了一个简单易操作的光学实验系统, 对最大闪耀角进行了实际测量。结果表明, 理论计算、数值模拟以及实际测量的最大闪耀角非常吻合, 制作的微型可编程光栅的最大闪耀角超过5°。

针对一种新型的光调制器——光栅光调制器, 研究用LED作为其照明光源时对光学调制特性的影响。以部分相干光理论为依据, 结合MATLAB仿真, 推导出用LED照明光栅光调制器时, 光源带宽对成像对比度具有较大的影响, 通过滤色片将光源带宽减小到13 nm时, 像面上的对比度约为150, 进一步减小带宽至10 nm, 对比度将达到225。光源的尺寸在与光源到光栅光调制器之间的距离相比小于0.03时, 对光栅光调制器的光学信息处理不会有影响, 并通过实验加以证实, 从而说明采用LED作为光栅光调制器照明光源的可行性。

利用浓度调制光谱技术, 测量了玻璃管中放电频率20 kHz时N2的介质阻挡放电光谱。实验记录了N2的C3∏u-B3∏g 357. 7nm和N+2的B2∑+u-X2∑+g 391.4 nm的跃迁谱线光谱强度随不同电压和气体压强变化规律。实验数据显示, 保持气体压强p=130 Pa不变, 在电压较低时, 光谱强度随电压增长较快, 在电压较高时, 光谱强度增长较慢; 保持放电电压U=6.4 kV不变, 光谱强度随气压增长逐渐变小。根据电子和分子碰撞激发函数和电离函数, 建立光强随放电参数变化的物理理论模型和公式, 并对实验数据进行数学拟合, 拟合曲线与实验结果符合较好, 相关系数R>0.9。进一步明确了等离子体发射光谱强度随不同电压和气体压强变化的机理。

测量了胭脂红以及其同份异构体苋菜红的荧光光谱。胭脂红标准溶液在220～400 nm不同波长激发光下, 分别在420 nm, 530 nm, 635 nm, 687 nm波长处产生了四个荧光峰, 苋菜红在220～430 nm不同波长激发光下, 在654 nm处产生了一个明显荧光峰。胭脂红产生四个荧光峰是由于其具有四种可以发射荧光的荧光团, 为了研究这四种荧光团在不同激发光激励下产生荧光的敏感程度, 以及找到胭脂红和苋菜红这两种色素产生荧光的基团之间的联系。利用荧光强度的加和性原则, 分别对这两种物质的荧光强度进行了理论计算。认为苋菜红的荧光峰对应于胭脂红的第三个荧光峰, 根据此特点, 初步分析了四种荧光团对这两种色素在荧光发射过程中的影响程度, 同时还从结构上分析了两种色素荧光光谱差异的根本原因。

将模拟退火遗传算法应用于3-skip-1滤波器膜系的优化设计中, 并在多腔后叠加补偿膜层来减小通带的波纹。通过一系列的遗传操作,优化出的膜系各项指标均满足分插复用3-skip-1 100 GHz滤波器的要求。