Top-Hat的检测性能受限于固定单一的结构元素，导致对复杂背景的抑制能力差。针对该方法的不足，提出两种具有递进关系的改进Top-Hat算法。首先依据小目标与其邻域灰度值差异，改进了Top-Hat变换，提出了一种具有双结构元素的Top-Hat算法，分别为膨胀和腐蚀操作设计了各自的结构元素，并且调整了开运算的运算顺序，以提高对红外小目标的检测性能。在此基础上，又提出一种基于局部对比度的自适应双结构Top-Hat红外小目标检测方法，通过计算局部对比度得到显著图，获得先验信息，自适应地改变双结构元素的大小，利用目标区域及其邻域的灰度值差异来抑制背景和增强目标。与同类方法和非同类方法进行对比实验研究，结果表明，所提基于局部对比度的自适应Top-Hat方法在5种评价指标中均表现突出。

研究对象是偏移正交幅度调制的相干光正交频分复用通信（CO-OFDM-OQAM）系统的信道估计方法。为了减少训练序列所占用的频谱资源，进一步提升频谱效率，为偏振复用CO-OFDM-OQAM系统提出了一种新的频域信道估计方法。该方法利用偏振复用系统的解调原理和固有虚部干扰系数的对称性规律设计全负载型实值导频方案，结合插值法，将每个偏振态上训练序列需要占用的频域符号个数降低为4。此外，该方法的另一个优势是具有更好的功率峰均比。搭建了偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的数值仿真平台，在背靠背（BtB）、100 km和200 km光纤传输3种场景下对所提方法的频谱效率、功率峰均比和信道估计性能进行了验证。获得的结果证实所提方法能够提高频谱效率，而且功率峰均比更加优良。

针对基于交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波(CO-FBMC-OQAM)通信系统的信道均衡问题, 提出了一种基于人工神经网络(CD-net)的信道均衡方法。CD-net融合了卷积神经网络和深度神经网络的优点, 能够完成CO-FBMC-OQAM通信系统的信道均衡任务。在CD-net中, 卷积神经网络模块首先对接收端畸变信号进行特征提取, 再由深度神经网络模块完成信号解调和信道均衡, 并恢复出原始信息。数值仿真结果表明: 与传统信道均衡方法相比, CD-net方法在误码率性能方面具有更大的优势, 能够较好地解决CO-FBMC-OQAM系统的信道失真问题。

In this paper, we describe a new method to improve fast-light transmission, which uses cascades. We design a simple plasmonic device that enables plasmonic-induced absorption (PIA). It consists mainly of two parallel rectangular cavities. The numerical results simulated by using the finite element method (FEM) confirm its function. The corresponding group delay-time can reach –0.146 ps for the PIA window. Based on this result, we propose a cascade device, with the dual-rectangular cavity system as building block, to improve fast-light transmission even more. The results indicate that the cascade scheme can increase the group delay-time to –0.456 ps, which means the fast-light feature is substantially enhanced compared with the non-cascading approach. The effect of the distance between two cascade resonators and other structural parameters is also investigated. Finally, we use this design concept to build a refractive-index sensor with a sensitivity of 701 nm/RIU.

针对交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波通信系统,提出了一种新型联合估计算法。该算法通过对训练序列进行特殊的设计,同时完成了时间同步与信道估计任务,有效地提高了频谱效率。首先,根据相干光滤波器组多载波系统模型,仔细推导了时域波形的共轭对称性条件。在此基础上,提出了一种时间同步方法,该方法将伪随机序列与共轭对称性结合,提高了时间同步的准确性。然后,利用双相关导频原理进行信道估计,该方法既能规避固有虚部干扰的影响,同时又能保持时域波形的共轭对称性。最后,通过搭建数值仿真平台,研究了该系统的传输性能,仿真结果表明该算法可以有效地完成对时间同步和信道响应的联合估计任务。

针对激光器频偏较大的场景,研究了相干光滤波器组多载波通信(CO-FBMC/OQAM)系统的一种整数频偏估计与补偿方法。对以前的分数频偏研究工作进行了扩展,设计了一种混合型的训练序列结构。利用这种训练序列,不仅能完成分数频偏的估计,也能够实现对整数频偏的准确估计。利用数值仿真研究了该方法在CO-FBMC/OQAM系统中的有效性,结果表明该算法的准确频偏估计范围可以达到12倍子载波频率间隔,经过频偏补偿后的系统误码率可以低于前向纠错(FEC)极限。所提方法能够为CO-FBMC/OQAM系统的研究和应用提供有益的参考。

材料表面裂纹是导致构件破损、影响物理特性的原因之一。本文采用红外热像显微镜研究了材料表面裂纹检测的问题。首先在铝薄板上设计不同方向、不同长度的表面裂纹。由于裂纹处与正常区域之间的辐射能力的差异，造成表面温度场的不均匀性。红外显微镜捕捉到物体表面辐射，探测出不同方向的表面裂纹，引入标尺实现了裂纹长度的定量检测并做了误差分析。再研究了碳纤维层压板冲击损伤的表面裂纹，通过图像拼接完整显示了冲击损伤裂纹的形貌和走势，运用扫查法提取裂纹。研究结果表明红外显微镜具有探测材料表面自发辐射的能力，可用于不同材质表面裂纹的探测。

从理论上分析了带光窗外壳的三种制作方式在成型变形上的不同, 并对各自进行了强冲击应力模拟分析, 最后通过锤击试验对理论分析进行验证, 实验结果与结论分析一致, 得出金属钎焊管帽抵抗外力的效果最好, 高温管帽次之, 高频管帽相对较差。

总结了窗口片的抛光工艺现状, 对玻璃窗口片的研磨、抛光和清洗原理及主要工艺因素进行了详细的分析。在考虑磨料、抛光辅料、环境、清洗工艺、抛光液浓度及pH值、磨盘转速、压力等多种工艺条件的基础上, 进行了多次实验, 并对抛光工艺改进前后的窗口片表面进行了扫描电镜(SEM)检测。结果表明, 使用新抛光工艺加工的窗口片表面粗糙度、擦痕等微观缺陷明显得到改善, 零级表面疵病标准的成品率达到23%。