W波段(2.73~4 mm)电光相位调制器(EOM)结构具有多参数和设计复杂的特点,参考共面波导传输线理论和EOM理论,结合三维电磁仿真高频结构仿真软件HFSS,对调制器进行有限元分析和计算。针对EOM几何结构中的关键参数,在4个维度上进行模型仿真计算,建立EOM的多维度数学模型。根据仿真模型,得到EOM几何结构参数与主要性能的变化规律,确立EOM的模型结构。通过结构优化,得到频率为100 GHz的EOM模型,调制器速率匹配,阻抗匹配,并且衰减较小。

点云配准是三维点云信息处理中的重要问题。传统点云配准方法计算量大，不利于实时计算与移动计算。针对传统点云配准方法存在的问题，提出了一种利用卷积神经网络进行点云配准的方法。首先计算点云的深度图像，利用卷积神经网络提取深度图像对的特征差，将深度图像对的特征差作为全连接网络的输入并计算点云配准参数，迭代地执行上述操作直至配准误差小于可接受阈值。实验结果表明，相比传统的点云配准方法，基于卷积神经网络的点云配准方法具有所需计算量小、配准效率高、对噪声点和异常点不敏感的优点。

随机并行梯度下降算法(SPGD)是一种基于直接性能指标优化的相位控制方法, 在自适应光学中有较好的适用性。该算法主要包含增益系数和随机扰动幅度两个可变参数, 其取值对算法收敛性有很大的影响。对双边SPGD算法实现收敛时参数的取值要求进行研究, 结合算法原理分析了算法参数的取值范围, 并通过大量仿真实验找出所有使双边SPGD算法收敛的增益系数和随机扰动幅度值; 得到随机扰动幅度的取值下限, 理论和仿真分析了下限存在的原因及取值; 在相干合成中存在相位噪声, 研究了不同相位校正器参数的情况下可使算法收敛的参数的取值范围。

为了改善BB84协议防窃听的能力,在BB84协议的基础上提出用M(M=3,4,5…)对量子态实现量子密钥分配。为了检测其安全性,用截获-重发的方式对量子密钥分配过程进行窃听,窃听者分别采用两种检测光子状态的方法:在M组基中随机选取一种基和用Breidbart基测量,并在这两种窃听方法下分别通过计算机仿真探究M值与安全性能的关系。仿真结果表明:用多对量子态实现量子密钥分配时,发现窃听者的能力与BB84协议相同,而窃听者可以获取的正确信息要比窃听BB84协议获取的正确信息少。从而提高了量子密钥分配的安全性。

简要地叙述了厄米高斯模与拉盖尔高斯模的一些理论，画出了具有代表性的厄米高斯模与拉盖尔高斯模在z=0平面的三维图像。为了了解厄米高斯模与拉盖尔高斯模的各种模态的关系，分别画出了它们的模态从(0,0)到(2,2)的强度等高线，并从模阶数与峰值、峰值的变化、延伸面积和对称性得到了它们各自的特性，然后进行对比得到它们之间的相同点和不同点。另外通过图像和公式说明了厄米高斯与拉盖尔高斯最低阶模(0,0)是一致的，即高斯模。对比了它们之间的电(磁)场和平均坡印廷矢量，不同点与模态有很大关系。画出横截面中振幅强度随传输距离增加而变化的图像，从中得到了束宽和峰值强度与传输距离之间的关系。

提出了一种采用电光调制和光子学处理技术的被动毫米波扫描成像方法.该成像方法中辐射计通过电光调制将毫米波信号转换到光波频率，采用光子学滤波器和光电探测器进行信息获取和处理.阐述了毫米波辐射信号光子学处理的工作原理，研究了器件参数对信号转换的影响，分析了该处理方法中系统的噪声特性.依据上述原理设计了一个基于光子学技术的机械扫描式被动毫米波成像系统，获取了基于光子学技术的被动毫米波图像.研究结果表明，所提出的光子学被动毫米波成像方法可以获得类似传统毫米波辐射计成像的效果，并具有带宽高、抗电磁干扰等优点.

将分数域滤波同光学成像相结合，提出了一种基于Lohmann I型的带有滤波孔径的两级联分数傅里叶变换光学成像系统。根据分数傅里叶变换和菲涅耳衍射之间的关系以及分数傅里叶变换的分数阶可加性，结合分数域滤波分析了分数傅里叶变换光学成像的基本理论。以点扩散函数和调制传递函数作为评价成像质量的准则，详细分析了不同分数阶光学系统对遥远物体的成像性能以及滤波孔径和光瞳的相对大小对成像质量的影响，并将其同传统的傅里叶光学成像进行比较。结果表明，某些分数域滤波的分数傅里叶变换光学成像系统成像性能优于传统的傅里叶光学成像，可以获得更高的分辨率。

分析了被动天线阵列接收信号在成像系统中的相位传输过程,并将被动综合孔径光子成像与光综合孔径成像做对比研究,利用阵列缩比因子定义了成像系统的空间分辨率因子;分别通过对天线阵列分辨率和光纤阵列的空间分辨率的分析,深入讨论了缩比因子和空间分辨率因子对整个成像系统分辨率的影响,推导出空间分辨率的计算公式;通过仿真计算和分析,研究了天线接收辐射方向和缩比因子对空间分辨率因子的影响,以及二者对成像系统空间分辨率的综合影响,讨论了空间分辨率有关结论在被动综合孔径光子成像系统设计中的意义。

根据光学综合孔径成像系统的成像质量与点扩散函数和光学传递函数的关系，以Golay-3阵列结构为例，从空间域和频率域对光学综合孔径成像技术进行理论仿真和实验研究。在空间域从理论上分析光学综合孔径成像系统的点扩散函数，对复杂目标的成像通过目标函数与点扩散函数的卷积求得，点扩散函数决定了成像质量。通过数值仿真和模拟实验取得了点扩散函数强度分布图，两者分布规律一致证明理论分析正确。在频率域研究光学综合孔径调制传递函数，理论仿真和实验取得的调制传递函数表明，空间域和频率域内光学综合孔径成像技术的理论分析与实验结果具有较好的一致性。

Principles of terahertz (THz) interferometric synthetic aperture imaging with heterodyne and optical techniques are presented. A THz interferometric experiment based on optical up-conversion is set up. The received THz signal is modulated into an optical carrier and transmitted in a fiber. To simulate phase differences between two THz receivers, the output of receiver is divided and a phase shifter is placed before electro-optical modulation (EOM). Interferometric spectra of these modulated optical signals are examined at different phase shifts. Otherwise, carrier suppression and phase error calibration are discussed for THz interferometric synthetic aperture imaging.