针对遥感卫星和高空无人机在海上航拍的可见光遥感图像中黑极性舰船目标检出率低的问题，提出了一种基于暗原色先验和恒虚警率原理的舰船目标检测方法。这种方法先对目标图像进行预处理，得到其暗原色图(DarkChannelImage，DCI)；再将 DCI作为二维恒虚警(2-DCFAR)检测法的输入，以局部统计灰度均值和方差作为目标检测特征，通过选择合适的目标判定阈值及目标空间分布信息完成疑似目标定位；疑似目标集合可以有效地被舰船目标特征矢量进行检验，根据得到的结果判定虚警是否去除，最后得到最终目标检测结果。实验结果表明，该方法对于可见光遥感图像中的舰船目标有较为准确的检测效果，总检出率可达 96.07%，并且对人眼视觉不易判别的黑极性目标有着类似“放大镜”的作用，对黑极性舰船目标的检出率可达 86.71%，较大地提高了可见光遥感图像中黑极性舰船目标的检出率，对优化黑极性目标检测方法创新有一定的指导意义，也为暗原色先验原理的应用提供了新思路。

作为常见碳酸盐矿物, 方解石形成于多种地质环境, 在地球上广泛分布, 在地球深部随着温度压力的改变可转变为不同的相态, 其在不同的温压条件下的物理化学性质对于研究地球深部碳循环可具有一定的指示意义。 由于方解石在1 164 K附近发生分解, 目前关于方解石在高温下的相变研究还相对较少, 尤其是CaCO3-Ⅰ到CaCO3-Ⅳ的相变, 需要更多的实验数据加以佐证。 在通CO2气氛条件下, 采用高温Raman(298～1 323 K)和高温XRD(298～1 223 K)实验技术对方解石在不同温度条件下的行为进行了研究。 高温Raman实验发现: 随着温度的升高, 拉曼峰逐渐向低频率方向移动, 峰的半高宽随之增加, 峰强基本呈现逐渐降低的趋势； 随着温度的升高, 276 cm-1峰向低频方向移动, 当温度升高至973 K时, 该峰频率出现反常行为, 移向高频265 cm-1, 在1 023～1 223 K范围内频率基本保持在265 cm-1不变, 温度升高至1 248 K时, 再次移向高频266 cm-1, 并在1 248～1 298 K范围保持不变； 706和1 430 cm-1谱峰频移在1 223 K附近也发生了同样的异常行为； 谱峰频移的异常现象推测与CaCO3-Ⅰ到CaCO3-Ⅳ、 CaCO3-Ⅴ相变相关, 与相关报道的相变温度点十分接近。 高温XRD实验发现: 随着温度的升高, 一些衍射峰移向高角度, 一些衍射峰移向低角度, 部分相邻的衍射峰发生合并并逐步分离的现象； 衍射峰(211)在1 123～1 173 K 附近消失, 推测与CaCO3-Ⅰ到CaCO3-Ⅴ的相变相关； 方解石a轴呈现出负热膨胀, c轴呈现出正热膨胀； 通过热膨胀方程对CaCO3-Ⅰ在不同温度下的晶胞参数进行拟合, 获得a轴方向在常温下的热膨胀系数α0(a)为-0.60(2)×10-5/K, c轴方向在常温下的热膨胀系数α0(c)为2.42(4)×10-5/K, 体积V在常温下的热膨胀系数α0(V)为1.21(2)×10-5/K; 然而1 000 K附近XRD图谱没有发生明显的改变, 即未发现CaCO3-Ⅳ的存在。

显示器特征化是颜色管理的关键问题之一, 早期人们关注的是建立显示器驱动信号RGB和色度值XYZ之间的相互转换关系, 文献中讨论最多的是GOG和PLCC模型。 最近, 为了实现同色同谱再现, 显示器的光谱特征化成为研究的热点, 而且显示器的光谱特征化在多光谱图像的再现有着重要应用。 提出采用常用的GOG和PLCC模型进行光谱特征化。 虽然GOG和PLCC模型是常用的显示器特征化模型, 但文献还没有用这两个模型进行光谱特征化的讨论。 首先基于通道独立性和各通道色品坐标恒定性的假设证明了GOG和PLCC模型均可用于显示器光谱特征化。 然后基于目前常采用的专业显示器EIZO CG277和BENQ PG2401进行了比较研究, 同时也分别探讨了采用纯色和灰阶数据进行训练GOG和PLCC模型。 比较结果表明, 采用灰阶数据训练的GOG和PLCC模型分别好于采用纯色数据训练的GOG和PLCC模型; 不论从正向还是从逆向的角度考虑采用灰阶训练的PLCC模型的精度要比SRPPM和GOG模型高, 而且PLCC模型的逆向远比SRPPM的逆向简单。 因此建议采用灰阶数据训练的PLCC模型对液晶显示器进行光谱特征化。

针对大口径空间天文望远镜稳像精度测试的难题, 提出了一种高时空分辨率运动导星模拟方案。利用硅基液晶作为运动导星模拟源, 结合光束准直系统为空间天文望远镜提供无穷远运动导星, 并且通过在光路中加入物镜来提高模拟导星的运动分辨率。针对望远镜像面结构的特殊分布, 提出利用多路模拟的方法, 分别为望远镜两侧精密导星仪以及巡天像面提供实时运动导星。最后, 对影响运动导星模拟精度的各项误差进行分析, 进而建立了误差模型。仿真结果表明: 在运动导星模拟精度优于0.5″的概率为95%, 时间分辨率为3 ms的前提下, 动态星图星间角距误差小于0.04″, 单星张角小于0.02″。通过实验验证了导星模拟模型的正确性, 该模型基本满足空间天文望远镜稳像精度测试所需运动导星目标高时空分辨率的要求。

为满足机载光谱仪主支撑结构动力学特性好、质量低等需求, 本文进行了主支撑结构的优化设计及试验验证。首先, 针对常用结构无法适用于本系统的问题, 提出了一种框架式与薄壁筒式结构相结合的总体结构形式, 方便对遮光罩与结构进行一体化设计, 可有效降低质量且保证刚度; 其次, 为提高系统模态, 采用多变量集成优化方法, 在满足质量要求的情况下将其模态由127 Hz提高到156 Hz, 使其具有良好的动力学特性; 然后, 为确定振动环境对系统调制传递函数(MTF)的影响, 通过有限元分析与灵敏度矩阵相结合的方法分析了振动环境对系统MTF影响, 并通过计算得知本结构能适用于像元尺寸大于10 μm的机载系统; 最后, 通过对主支撑结构的测振试验与整机结构的波前检测试验, 验证了本文设计方法与分析过程的有效性与可行性。本文提出的优化设计方法可为机载遥感仪器结构的优化设计提供参考, 将有助于推动机载遥感仪器结构设计技术的发展。

The opal photonic crystals (PCs) were assembled by vertical deposition of polystyrene microspheres (PS), in which Yb³⁺, Er³⁺ co-doped ZnO powders were deposited on the surface of PC films. The phase, structure and morphology of the obtained samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscope (TEM). The performance of up-conversion photoluminescence (UCPL) was investigated by fluorescence spectrophotometer. The up-conversion (UC) emission of ZnO:Yb³⁺/Er³⁺ on the PC surface is notably enhanced when the UC emission wavelength is overlapped with the photonic bandgaps of opals, which is attributed to Bragg reflection of photonic bandgap. The results show that PCs may have potential applications in the enhancement of UCPL and optoelectronic devices.

为了提高大口径平面镜面形检测的精度和效率, 提出了一种新的五棱镜扫描法。该方法采用径向扫描的方式, 使用一个扫描的五棱镜和一台自准直仪来测量表面倾斜角的差值, 然后将被测平面镜的面形表示为Zernike多项式的线性组合, 再利用表面倾斜角的差值建立方程组, 最后采用最小二乘法计算得到被测平面镜的面形。在检测过程中, 该方法还可以对五棱镜在扫描过程中的倾斜变化量进行自动监视和调整, 减小了检测误差。误差分析表明, 该方法的面形检测精度为76 nm rms(均方根误差)。采用该方法对一块15 m口径的平面镜进行了面形检测, 并与Ritchey-Common法的检测结果进行了对比, 两种方法面形结果的差异为71 nm rms, 小于五棱镜扫描法的面形检测精度。证明了利用该五棱镜扫描法检测大口径平面镜面形的正确性。

为了研究氧化钨(WO3)和银/氧化钨(Ag/WO3)纳米纤维光催化性能, 利用静电纺丝技术制备了WO3和Ag/WO3复合纳米纤维。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis), 对样品的物相结构、形貌大小和紫外-可见漫反射光谱等进行了表征。在可见光照射下, 比较WO3和Ag/WO3纳米纤维光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能, 结果表明, 在90 min时, Ag/WO3复合纤维光催化降解MB效率比WO3纤维高1.3倍, 从能带结构角度分析了Ag/WO3复合纤维光催化效率增强的原理。