为提高松动爆破振动信号分析精度, 在局部均值分解(LMD)的基础上, 建立一种基于局部均值分解(LMD)-多尺度模糊熵(MFE)-奇异值滤波(SVD)的混合去噪方法。使用LMD方法对松动爆破振动信号进行分解, 获得一系列乘积分量(PF); 通过计算MFE和相关系数, 对爆破振动信号进行初步降噪; 针对主要PF分量的残留噪声, 使用SVD滤波进行降噪处理, 提取真实信号成分。通过上述处理, 最终实现松动爆破信号降噪。结果表明: 提出的LMD-MFE-SVD降噪方法具有可行性和应用价值, 能够对含噪的PF分量进行有效处理; 对于含多信号成分、多噪声的仿真信号, LMD类算法相较EMD类改进算法降噪效率更高, 信噪比(SNR)、均根方误差(RMSE)和失真百分比(PRD)指标表现显著提升, 而相较LMD算法, 提出的LMD-MFE-SVD算法降噪效率进一步提高, 依次提升11.73%、22.07%和9.25%, 降噪效率显著; 根据实测松动爆破振动信号去噪后的波形和频谱对比, 提出的LMD-MFE-SVD降噪后的信号波形更为集中, 能保留多数信号信息, 信号频谱图更为清晰, 有效显示信号频率波峰, 更利于松动爆破振动信号的特征分析。

由于光传输具备高通量、低延迟、低能耗等优势，光学神经网络有望应对目前人工智能技术发展中所面临的能耗和计算效率的挑战，成为近年来学术界和工业界的研究热点。光学神经网络的目标在于用光子作为物理载体构建人工神经网络算法中的基本计算单元，从而实现高性能的新型计算架构，并将其应用于实际问题的解决。本综述介绍了光学神经网络中关键光子器件的工作原理和特点、系统架构特征与应用场景。在跟踪大量国内外研究进展后，进一步分析了光学神经网在系统实现上所面临的挑战及发展趋势。

临床上采用的皮肤血液灌注成像技术存在速度慢、成本高、只能测量皮肤表面特定位置处的血液灌注信息等问题。为解决上述问题，提出了一种基于成像式光电容积描记技术（IPPG）的皮肤血液灌注成像方法。首先，利用Lucas-Kanade光流法对图像序列进行特征点动态跟踪，通过仿射变换对图像进行校正，减少运动伪影，改善IPPG信号质量。然后，采用滑动窗口遍历图像，获取各个窗口空间像素平均信号与整张图像空间像素平均信号的斯皮尔曼相关系数，并进行相关性地形图成像，以获取皮肤血液灌注分布图像。实验结果表明，所提皮肤血液灌注成像方法的正确率为81.82%，且整体成像质量和正确性优于其他已有方法。除此之外，所提方法在人体表皮最厚的四肢区域依然适用，表明其具有广泛的适用性。

表面等离激元共振显微成像（SPRM）技术具有高灵敏度、快速实时等优点，已经被广泛应用于纳米检测、生物医学和环境监测等领域中。由于倏逝场的界面传输特性，故SPRM具有特殊的点扩散函数，可从其中提取出丰富的待测物信息。然而，离焦成像会影响成像特征，导致无法准确获取待测物信息。因此，定量研究离焦对SPRM的影响至关重要。通过仿真计算与实验，定量研究了离焦对SPRM的影响，并实现了单个聚苯乙烯颗粒的SPRM成像。所提方法可用于SPRM离焦状态的快速判断，并反推出准确的离焦偏移量，实现快速对焦，改善SPRM技术在长时程观测中的性能。

为了验证电离层光度计的设计及研制性能, 以满足仪器在轨高灵敏度高精度探测的使用需求, 利用氘灯、标准探测器、单色仪、准直仪、漫反射板、真空系统构建一套基于传递标准探测器的全链路电离层光度计真空紫外定标系统, 利用真空紫外定标系统完成了电离层光度计在夜间135.6nm和白天135.6nm、LBH带3个探测通道的130~200nm光谱响应及辐亮度定标试验, 测试了仪器的灵敏度指标。最后对整个定标系统的定标精度进行分析和估计, 得到系统的定标精度优于9.1%。试验证明了基于传递标准探测器建立高精度真空紫外辐射定标系统的可行性。

为精确评价北斗用户机复杂电磁环境适应能力, 在分析北斗用户机工作机理及易攻击性的基础上, 构建了北斗用户机面临的战场复杂电磁环境, 进行了电磁干扰对北斗用户机信号捕获、跟踪环节影响的仿真和评估方法研究, 得到了某型北斗用户机定位成功率和通信成功率与电磁环境复杂度的关系, 对北斗用户机的推广应用具有重要的借鉴意义。

为了实现大规模2维相控阵天线的光学真时延系统, 采用基于硅基光子学的二进制硅基集成二进制光延迟线技术, 提出一种2维相控阵(N×N)真时延网络, 利用2维相控阵结构的对称性以及行延迟和列延迟的独立控制, 真时延网络的复杂度可以降低至(N-1)/2(N为奇数)或N/2(N为偶数)。理论分析了该时延控制方案和集成时延芯片的设计,以8×8的2维相控阵为例, 设计实现了包含4种硅基二进制时延线的真时延芯片, 测量了该芯片的时延量, 并针对测量的时延量仿真分析了2维相控阵天线的波束扫描特性。结果表明, 该真时延网络能够满足相控阵天线波束指向要求(角度误差小于0.5°);集成光学技术的采用减小系统的体积和成本。该研究为大规模2维相控阵天线的真时延网络实现提供了一种可行的方法。

人体内钠盐的含量影响血糖代谢且与糖尿病具有较高的相关性。 因此, 在进行血糖的近红外光谱无创检测时, 不仅要考虑血液中大颗粒及大分子物质对光谱的吸收和散射影响, 也应从分子结构层面上分析小分子物质对葡萄糖分子结构及其特征吸收的影响。 基于声光可调谐滤波器(AOTF)的高精度近红外光谱采集系统, 测量并研究了在水溶液环境下氯化钠(NaCl)对葡萄糖分子结构及其近红外特征吸收的影响。 首先, 测量含有不同NaCl含量的葡萄糖水溶液透射光谱, 分别采用纯水和同浓度 NaCl 样本进行背景修正, 实验表明, 在水溶液环境中 NaCl会改变水分子和葡萄糖分子特征吸收峰的位置和强度; 对不含NaCl和含有NaCl的糖水样本分别扣除纯水和同浓度NaCl样本后进行二维相关光谱分析, 同步谱的切线谱显示NaCl减弱了葡萄糖分子在1　400和1　520～1　700 nm处的特征吸收。 最后, 通过偏最小二乘回归模型定量分析NaCl对葡萄糖预测精度的影响, 发现模型的预测均方根误差随NaCl含量的增加而增大, 并且含NaCl的样本与不含NaCl的样本对葡萄糖浓度预测值之差的平均值与加入的NaCl含量近似为线性关系。 结果表明, 在水溶液环境下NaCl分子会改变葡萄糖分子键状态并影响其特征吸收, 从而降低模型的预测精度。 若将NaCl含量作为变量因子, 有助于提升血糖的近红外光谱无创检测精度。

针对片上光互连用光源对谐振腔单色性、可调性的要求, 基于互补金属氧化物半导体技术和绝缘衬底上的硅材料, 设计并制作了一种基于微环谐振腔的可调谐硅基反射腔镜。利用转移矩阵方法分析了该反射腔的性能, 发现该反射腔具有较好的尖锐度和消光比。实验结果表明, 该反射腔在波长1549 nm处反射率可达90%, 品质因素Q值为3×104, 自由光谱范围(FSR)为9.6 nm。通过对微环谐振腔进行热光调制, 在0~40.5 mW功率范围内实现了在FSR内的波长可调。