相比于法拉第反常色散滤光器(FADOF)的精确模型，强磁场模型的能级结构简单,可以给出一些解析表达式,但是只有当磁场较强时 才近似成立。通过计算两种模型在相同参数下的钠原子D2线透射谱,并将计算得到的谱型和实验数据进行比对, 得出了强磁场模型的适用条件以及符合程度。当磁场小于0.1 T时,两种模型中心透射谱的差别大于50%, 而当磁场大于0.3 T时,透射谱的差别小于5%。

利用化学种子生长法制备了多种长径比的金纳米棒,通过监测不同折射率下金纳米棒的 局域表面等离子体共振(LSPR)波长移动来研究其折射率传感的灵敏度。实验结果表明,随着纳米棒长径比增加, 其折射率传感的灵敏度近似线性地提高。在监测波长范围内,灵敏度从长径比为2.5:1时的216 nm/RIU增长至4.2:1时的352 nm/RIU。 对于长径比为4.2:1的金纳米棒,用离散偶极子近似(DDA)的方法模拟了其折射率传感的灵敏度,与实验结果基本一致。

偏最小二乘(Partial least square, PLS)聚类法是一种全新的气溶胶单粒子光谱数据处理方法, 是利用具有“自组织机制”的PLS回归算法去完成数据的聚类。阐述了PLS聚类对模拟数据集的运用以展示这种方法的一般特征及有效性, 然后应用到气溶胶激光飞行时间质谱数据以展示PLS聚类的正确性及成功运用,最后将PLS聚类应用到氯化钙、 氯化镁、氯化钠及氯化钾四种气溶胶单粒子激光击穿光谱混合数据集,通过分析聚类获得的树形图和图中节点的统计 特性,剖析了正确聚类及发生错误划分的原因,表明了PLS聚类方法在气溶胶单粒子谱分析方面的应用潜力。

基于全矢量平面波方法，以聚甲基丙烯酸甲酯为基材，设计了一种高双折射光子晶体光纤，并对其传输性质和偏振特性进行了数值模拟。 结果表明，椭圆孔六角点阵聚合物光子晶体光纤的双折射是由于包层的不对称性引起的全局双折射，通过调节椭圆率，发现该光纤可以 以单模方式在一合适波段运行，该波段与聚合物光纤的低损耗通信窗口一致。在η=2.5时，其双折射最高可达4.8×10-2。 该研究结果为高双折射聚合物光子晶体保偏光纤的制备提供了理论依据。

提出了一种多分辨率多模态医学图像配准方法来提高图像的配准速度与精度。 利用小波函数对图像进行多层分解,采用改进的Powell优化算法寻找待配准图像间的最大互信(MMI)。 配准首先从图像金字塔中分辨率最低的0层图像开始,将0层图像配准获得的变形参数作为1层图像配准的起始参数, 重复该过程直到完成最高精度层的图像配准。CT/MRI和CT/PET图像配准结果证明基于小波分解的多分辨率配准 方法具有避免优化算子陷入局部极值、算子收敛速度快和配准精度高等优点。

通过利用修正的CK直接约化方法,建立了对称正则长波(SRLW)方程组的对称群理论。 利用对称群理论建立了SRLW方程组的新旧解之间的关系,利用SRLW方程组的旧解得到了它们新的精确解。 基于上述理论和SRLW方程组共轭方程组的解, 得到了SRLW方程组的守恒律。

原子干涉仪通常采取拉曼脉冲序列对原子波包进行相干操作，高功率的拉曼光可让更多的原子参与速度敏感型受激拉曼跃迁，有利于实现信噪比高的原子干涉仪条纹。研制高功率的拉曼 激光器对冷原子干涉仪的实验研究具有重要意义，报道了基于注入锁定技术实现的高功率拉曼激光器的实验结果。主激光器经过1.5 GHz声光调制器产生±1级衍射光作为拉曼光的种子光， 注入到两个从激光器后锁定，并实现功率放大。两个拉曼光的频率相差3.0 GHz，频率调谐范围为200 MHz。

通过建立能够描述各向异性介电常数变化情况的二维随机介质模型，利用时域有限差分法联立求解随机介质中光波 所满足的Maxwell方程和激光速率方程，研究了各向异性散射增益材料中的随机激光辐射现象。结果表明随机介质中各向异 性散射颗粒的无序程度由空间位置无序和空间方向无序共同决定，空间方向的无序能够加强随机激射的辐射。同时存在两种 无序机制的随机介质，在相同条件下它的随机辐射行为要强于仅存在一种无序机制的随机介质。

LiNbO3晶体由于其透光范围广,响应速度快,不易潮解等特点而广泛用于高精度和高速光开关快门。 为了将LiNbO3光开关曝光时间拓宽到纳秒领域从而弥补现有高速光开关的不足,阐述了LiNbO3作为光开关的理论原理, 对多波段通光的晶体长宽比进行了优化设计,并对LiNbO3纳秒级光开关的可行性进行了实验验证。 实验半波电压与理论符合很好,实验光信号和电信号在纳秒级范围内能实现同步响应。 研究结果证实了LiNbO3光开关在纳秒级范围内的可行性,并为LiNbO3纳秒级光开关的制作提供了理论和实验依据。

测试和分析了Er:GSGG的吸收光谱和荧光光谱。应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+的强度参数、 自发辐射跃迁几率、能级寿命、荧光分支比和吸收截面。结果表明, Er3+在4I13/2和4I11/2能级有较长的 能级寿命,在966 nm和790 nm处有较大的吸收截面,在2.79 μm处有较大的积分发射截面值,数值模拟了在966 nm泵浦下激光输出特性, 在泵浦速率达到一定值时,有较高的量子效率。结果表明Er:GSGG有望成为2.79 μm波段的理想激光晶体。

根据Ramsey-CPT原子频标对脉冲微波源高性能小型化的要求, 采用直接数字频率合成器激励锁相环频率合成器, 再结合可编程数字功率衰减器和阻抗匹配电路,从而实现具有高稳定度、高分辨率、快跳频速度、低相位噪声、 小体积、小步长扫描的脉冲微波源。比较应用于Ramsey-CPT原子频标的脉冲微波源方案,介绍脉冲微波源的基本原理, 简述其具体实现方法,并通过仿真优化得到最佳的输出性能。实现的脉冲微波源具有优良的技术性能, 进一步提高了Ramsey-CPT原子频标输出频率的性能。同时,达到了设计小型化的要求,有利于Ramsey-CPT原子频标的便携式应用。

激光光斑中心位置的确定是墩顶位移测量系统中进行位移量计算的关键与核心, 能否准确定位光斑中心 直接关系到计算的准确程度。利用 Matlab 对由墩顶位移测量系统采集到的激光光斑图像采用噪声消除和中值 滤波进行图像平滑处理,提高目标与背景的区分度,为提取目标创造条件。其次,利用 Canny 算子对图像进行分割, 以便从复杂背景中提取目标图像。最后,根据所提取的目标利用亚像素细分算法中的灰度重心算法求出激光光斑的 中心坐标,为实现墩顶位移的精密测量提供了关键数据。

在量子比特承诺协议中,目前流行的方案没有很好地解决信道噪声的影响,实用性不强。 根据量子隐写术对信息的隐藏性,提出一种新的量子比特承诺协议。提出了利用量子信道噪声结合遮盖比特隐藏敏感信息, 同时采用量子纠错码的方法克服信道噪声,有效地抵抗了第三方窃听攻击和噪声对信息的影响和破坏。通过理论分析与 仿真证明该协议的绑定性和完善隐蔽性;理论证明了方案的有效性,为量子密码协议的推广应用提供了理论基础。

针对多人参与签名的情况,提出了一种量子签名方案。 发送方利用Hash函数得到任意位经典消息的摘要信息, 并将该摘要信息转化为量子比特。签名各方用自己的私钥与经典消息的摘要信息进行异或运算, 运用所得序列依次对该量子比特做幺正变换,将变换后的量子比特作为签名信息。签名的验证工作 由一个可信赖的仲裁执行,验证过程引入了奇偶校验原理。分析表明,该方案所产生的签名信息不 会因为签名人数的增多而变长,具有较高的通信效率,并且验证过程简单。

研究了基于SETMOS构成的、参数未知的类双涡卷混沌系统与结构不同的简单分段线性混沌系统的广义自适应同步方法。 通过分析混沌系统的特点和广义同步的定义，基于李雅普诺夫稳定性理论，提出了一种新颖的、结构简单的自适应控制器和参数更新律， 来实现不同结构、驱动系统参数未知的混沌系统的广义同步。这种方法还可以应用于不同结构或相同结构的其他同步问题，如自适应广义 反同步等，应用范围较广。仿真结果进一步证实了该方法的有效性和可行性。

报道了自主研制的光电离-离子迁移谱装置的基本结构和性能。采用10.6 eV Kr灯为电离源,以苯为检测样品, 对迁移电场电压、离子门电压和脉冲宽度参数进行优化，得到最佳装置参数为离子门脉冲宽度0.15 ms， 离子门电压80 V，迁移区电压2153 V。使用指数稀释方法制备样品浓度，获得了离子迁移谱检测苯的标准曲线， 对苯的检测限为400 ppt，检测线性动态范围跨越三个数量级。

已有研究发现,用分布增益非线性光纤环镜放大和压缩超短光孤子不仅能避免常规 掺铒光纤放大器中 由于非线性效应引起的孤子畸变,而且可克服绝热放大技术放大器长度随输入脉宽增大而指数规律增大的困难。 进一步计算了弱脉冲在分布增益非线性光纤环镜中的放大和压缩过程。结果表明,对于峰值功率比基阶孤子 低得多的弱脉冲输入,用分布增益非线性光纤环镜同样可实现无畸变的脉冲能量放大和脉宽压缩;经环 镜放大输出的脉冲也接近基阶孤子;输入脉冲峰值功率越低,实现最佳放大所需的环镜总增益越大, 高阶效应对放大结果的影响越显著。

利用数值方法求解广义非线性薛定谔方程,数值模拟了光脉冲在高非线性光子晶体光纤 正常色散区超连续谱产生的演化, 研究和分析了脉冲参数如峰值功率、脉冲宽度及初始频率啁啾对超连续谱形成的影响。结果表明,当脉冲峰值功率一定时, 随着传输距离增大,超连续谱随之愈宽,平坦度愈好;随着脉冲峰值功率逐渐增大,超连续谱随之更宽,平坦度有所劣化。相反, 脉冲宽度逐渐增大,超连续谱展宽范围减小,其平坦度也逐渐劣化;具有适当的正负啁啾脉冲,在高非线性光子晶体光纤传输中 获得了宽而平坦的超连续谱。

用微扰法从理论上计算了外加交变电场的光折变晶体中屏蔽明孤子的自偏转特性，在 外加交变电场的有效电场方向与晶轴方向一致的情况下，晶体中形成屏蔽明孤子，其自偏转方向偏向晶轴反方向， 并且孤子中心的偏转轨迹为一抛物线，当传播距离为一定值时，其偏转距离与外加交变电场值的三次方、光强调制度分别成正比， 当孤子中心光强与暗辐射强度的比值为10时，光孤子的偏转距离最大。伴随自偏转的同时，光孤子中心的空间频率随着传播距离由低频向高频线性移动， 导致光孤子的横截面振幅分布发生了变化，偏转方向的曲线斜率变大，反方向的曲线变得平坦。