随着“2020 SO身份之谜”的落幕， 空间目标的光谱表征及识别技术在空间领域感知中的地位再次凸显。 光谱表征及识别技术的突出优点是能够通过空间目标表面反射的光谱识别出其材料， 进而确认空间目标的身份及类型。 该技术在图像不具备空间分辨率的前提下， 仍然能够较准确地识别出材料， 因此通过低成本小口径望远镜进行空间目标材料表征的可行性得到验证。 在这一点上， 传统的观测手段很难做到的。 2000年， Jorgensen的博士论文在该领域内引起了广泛的关注， 从此开启了空间目标光谱表征的研究热潮。 然而， 经历了20余年的发展， 空间目标的光谱表征及识别技术在实际应用中仍然受到了较大的限制， 这与空间目标的光谱表征方式以及空间环境的复杂性和未知性有着较大的关系。 研究者们通常以地面实验室内的测量数据为依据对实际在轨目标进行表征和识别， 而空间环境的作用却导致了两种测量结果之间存在着无法被描述的差异。 光谱解混法是空间目标材料识别的主流方法， 对其原理和应用情况进行了详细的介绍， 并指出实验室测量结果与实测结果之间的差异是造成解混不成功的主要原因。 解混识别的准确率很大程度上取决于光谱数据库的完善程度， 因此在建立光谱数据库时需要重点考虑空间环境和观测几何对空间目标光谱特性的影响。 同时， 人工智能算法的引入也将大大提高空间目标光谱表征及识别的能力。 从空间目标光谱特性及分类研究、 空间目标材料表征及识别研究、 空间目标光谱的红化现象、 光谱数据库的发展情况四个方面进行了详细的综述及讨论， 分析了其中的难点和重点问题， 凝练出了一些具有参考价值的建设性意见， 希望能够给广大研究者提供便利。

针对光纤传感器的现状，简单介绍了分布式以及准分布式光纤传感器的特点、优势及应用领域，在此基础上列举了国内外在单参数与多参数技术要求下的最新研究成果，并对单参数分布式光纤传感器和多参数准分布式光纤传感器在改善光源、光纤结构及解调技术方面的研究进行了对比分析，最后对其未来发展趋势进行了展望。

关联成像是一种新体制成像方法, 能够解决一些传统成像技术无法解决的问题,近年来颇受关注。其中, 又以基于数字微镜器件(DMD)和空间光调制器(SLM)的计算关联成像发展最快。将DMD应用于计算关联成像, 利用其调制速度快、反射波段宽的优势, 结合压缩感知方法, 可在多个波长上获取高质量图像, 实现多波长关联成像。多波长关联成像在实现过程中存在几个关键问题, 包括赝热光场的有效产生、光场调制中衍射效应和调制噪声的影响, 以及高质量图像重建算法等。对上述关键问题进行数值仿真, 确定系统最佳工作参数; 在此基础上构建多波长关联成像实验系统以验证效果, 为关联成像技术的实用化提供了参考。

利用Wigner函数对真空态、单光子态、压缩态在相空间的噪声分布进行仿真, 并系统分析了基于压缩光的量子相干激光雷达和压缩光注入式量子激光雷达.研究表明, 相比经典激光雷达, 较高压缩度有利于量子相干激光雷达探测信噪比的提升, 理论上8dB的压缩度可以使信噪比提高6.25倍; 而压缩光注入式量子激光雷达系统的空间分辨率主要取决于真空压缩光的压缩度和无噪声相敏放大系统的增益.由于压缩光对探测信噪比的提升作用, 量子激光雷达在微弱信号探测和高分辨率成像领域具有显著优势.

提出了一种基于套嵌光纤光栅的光纤电流传感器,用二次曝光法制作的长周期光栅和 布拉格光栅套嵌而成的光纤光栅作为传感元件,在套嵌的光栅表面沉积一层高电阻镍铁合金作为 加热电极层。电流通过时对光栅区域加热,引起光栅光谱中心波长漂移,实现了高灵敏度的电流测量。 实验结果表明:所设计的光纤电流传感器电流响应灵敏度达到7.2×10-2 nm/mA, 且具有结构简单、体积小等优点,在高灵敏度的光纤电流检测领域具有广泛的应用价值。

光学参量过程是产生压缩光的关键环节，为了提高实验中光学参量振荡腔的稳定性，必须将激光与光学参量振荡腔进行模式匹配，并用锁定技术稳定光学参量振荡腔。理论分析了模式匹配效率对压缩度和偏频锁定技术精度的影响。经过模式匹配之后，在实验上实现了光学参量振荡腔的锁定，并对锁定后的光学参量振荡腔进行了稳定性测量。理论与实验结果表明：模式匹配效果越好，压缩光的压缩度和偏频技术的锁定精度越高；在较好的模式匹配条件下，光学参量振荡腔的腔长锁定精度为7.35 nm，稳定时间可达2 h以上，能够满足对压缩态光场的探测需要。

二极管非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)探测器具有广阔的前景，然而它的性能受噪声源的制约，为了得到高性能的探测器，必须研究噪声源并减小其影响.概述了探测器噪声源，量化并研究了不同噪声对探测器的影响，最后得到了二极管IRFPA的性能极限，此外，计算得到了最优的结构参数.理论研究表明温度起伏噪声对应的最小噪声等效温差(NETD)为2.36 mK，此时探测器热导为辐射热导，其值为2.06 nW/K.当单元尺寸为25 μm×25 μm的探测器的正向偏置电流为33 μA，占空比为54%时可得到最优NETD为46.5 mK.

为了改进傅里叶变换红外光谱仪的动镜驱动装置,设计了一种基于柔性铰链支撑的动镜扫描系统.采用柔性铰链的支撑方式和音圈电机的驱动方式,利用具有高精度高稳定性的直角型柔性铰链支撑机构支撑动镜,利用音圈电机驱动动镜前后往复运动,采用DSP控制系统对动镜的匀速进行控制.实验结果表明所设计的动镜扫描系统具有方向稳定性、速度稳定性、抗震性能优越等优点.

利用小波变换对小波低频系数置零、高频系数阈值量化,实现了光谱信号的基线校正和谱线去噪;对光谱信号进行多尺度小波变换,搜寻各层小波系数模极值所构成的脊线,并对其中复合脊线进行校正,脊线中小波尺度参量最大时所对应的位置即为峰位;根据得到的峰位值,在最小二乘意义下寻找由多个单峰高斯函数叠加而成的最佳拟合光谱,得到谱峰峰强以及峰宽信息.利用该算法对含有基线漂移和随机噪声的光谱重叠峰进行解析,结果表明该算法能够较好地分离重叠峰,其中利用多尺度小波变换求解得到的峰位值偏差在±1.3以内,通过高斯拟合得到的峰强值偏差不超过8.5%.与现有算法求解得到的谱峰信息对比可知,本文所设计的光谱重叠峰解析算法具有一定优势.

为了解决机械振动、空气流动等外界因素引起的光学参量振荡腔的不稳定问题, 利用偏频锁定技术稳定光学参量振荡腔.首先从理论上分析偏频锁定点的选取与压缩度的关系, 得出透射峰值一半的位置为最佳锁定点.然后在实验上实现了光学参量振荡腔的锁定, 并对锁定后的光学参量振荡腔进行了稳定性测量.实验结果表明, 光学参量振荡腔的腔长在2 h以内的锁定精度为7.27 nm, 最长稳定时间可达3.8 h, 能够满足对压缩光的探测需要.