为满足机载光电吊舱轻小型、紧凑型要求，解决光电吊舱散热问题，采用了热传导和风机内循环对流结合的散热方式，用金属结构件将发热元器件与壳体接触建立热传导通道，用风机内循环强化内部对流建立低热阻的对流换热通道，通过 ICEPAK热仿真软件对该散热方式建模仿真计算表明：静止条件下吊舱核心处理芯片 DSP、FPGA、SoC温升分别为： 29.1℃、29.2℃、33.8℃，相比无风机时别降低： 5.2℃、3.5℃、4.4℃；飞行条件下温升分别为： 11.9℃、9.1℃、15.5℃；静止条件下，在风机内循环作用下，舱内最高环境温度较无风机内循环时降低约 5.5℃。通过与同等条件下高温试验数据比较，仿真温度与测试温度相差 3.1℃。该散热方式可有效降低舱内环境和器件的温升，满足吊舱使用要求，结构简单占用空间小，适用于轻小型、紧凑型机载光电吊舱。

针对传统的二次非球面折射型激光扩束器存在不易加工、装调困难、体积大、重量大，特别是难以获得高填充比阵列透镜等不足，提出了一种利用衍射型台阶化面型近似二次非球面的激光扩束器方案，结果表明：对于典型的束腰半径为2 mm的高斯光束，衍射型激光扩束器可实现2.8倍的理论扩束比。为了保持扩束过程中激光模式的稳定性，提出了不同区域给定不同台阶数的两类复合结构，解决了扩束过程中保真度和二元衍射元件加工特征尺寸无法同时满足的问题，改进后的系统保真度达95.82%，各区域最小光刻线宽均大于2 μm，能够满足现有光刻加工技术要求。对影响系统保真度主要误差的分析结果表明：离轴误差在-1~1 mm，目镜和物镜倾斜误差分别小于0.1 mm和1.68 mm时，系统保真度仍大于95%，方便装调。

提出了一种用衍射微透镜阵列对面阵半导体激光光束进行匀化的方法，解决了折射型微透镜阵列难于实现高填充因子、高精度面型的难题。基于标量衍射理论，设计了具有多阶相位结构的衍射微透镜阵列，推导了半导体激光从输入面到输出面的光场计算公式。数值模拟了非成像型微透镜阵列光束匀化系统，并对其进行了实验验证。当衍射微透镜的口径为0.125 mm，相对孔径为0.1，相位台阶数为8时，测得焦斑在快轴方向的不均匀性为12.34%，能量利用率为96.6%；慢轴方向的不均匀性为5.42%，能量利用率为95.74%。实验结果与理论模拟的结果吻合，验证了衍射微透镜阵列光束匀化系统模型的可行性。

积雪在干旱区的水分平衡中发挥着极为重要的作用, 积雪深度的监测主要依靠地面站点观测和遥感反演等技术, 高光谱遥感为快速、 大面积监测积雪的物理特性提供了可能。 通过对融雪期不同厚度积雪表面的反射光谱以及积雪深度数据的观测, 进而对二者进行相关性分析; 采用相关性较高同时也是特征吸收谷的波段数据建立单波段雪深回归模型; 采用呈显著相关的波段进行逐步回归, 选用贡献率最高的波段作为神经网络模型的输入变量进行积雪深度的反演研究。 结果表明: 在天山北坡中段的军塘湖流域地区, 1 022, 1 241和1 492 nm附近是积雪的特征吸收谷; 相比单波段反演雪深模型的估算精度（R2=0.53）, BP神经网络模型具有更高的雪深反演水平, 当隐含层节点数为4时, R2为0.86, RMSE为0.67, 表明神经网络模型可以显著提高高光谱数据反演积雪深度的能力。

积雪含水率是雪层中液态水的含量, 也是积雪出流、 产流的关键指标, 对积雪含水率的研究对春季融雪产流及融雪型洪水有现实意义。 借助美国ASD地物光谱仪和Snow Folk积雪特性仪获取原始数据, 并利用SPSS19.0和Excel等统计软件对数据进行分析、 处理, 并利用这些数据进行制图、 数据综合, 建立雪表层的地物光谱特征预测模型。 结果表明: 积雪的光谱特征曲线由于在可见光和近红外由于吸收呈现出若干波谷; 地物光谱特征与积雪表层含水率存在负相关关系, 且随着波长的增加这种负相关关系变化明显, 并在可见光和近红外形成三个相关关系的极小值; 构建雪层含水率的地物光谱反射率模型, 可见光范围内, 在350 nm时的模型精度较高, 能够达到75.9%, 预测值和实测值拟合程度高, 在近红外波段内, 1 204 nm建模的模拟精度最高。

地物的波谱特性乃是整个遥感技术的物理基础, 更是遥感技术应用尤其是定量遥感的基石。 由于融雪期静态地物与冰-雪-水等动态地物交互存在, 地物光谱特征更为复杂。 选取了新疆天山北坡乌鲁木齐河流域以及军塘湖流域作为典型研究区, 采用美国CID公司生产的CI700便携式野外光谱仪, 通过2006年到2009年融雪期大量的野外调查和实地测量, 获取了新疆天山北坡典型研究区融雪期典型地物包括各种积雪、 冰、 水以及土壤的光谱曲线及其变化规律, 并对其进行了光谱特征分析。 结果表明, 融雪期虽然地物类型较为单一, 但是因为积雪-冰-水-土壤复杂系统的交互式影响, 地物的光谱特性及其变化均较为复杂, 给融雪期地表参数的定量遥感研究带来了较大的挑战。 对于融雪期复杂地物光谱的系列观测及特征分析无论是对于地物光谱特征基础研究还是定量遥感应用研究均具有重要意义。

利用水电极介质阻挡放电装置,分别在大气压空气和氩气中得到随机放电丝、六边形斑图和均匀弥散三种不同模式的放电。通过比较三种不同模式下的光信号和电流信号,研究介质阻挡放电中光信号和电流信号的关系。研究结果表明,当放电信号较大时,光信号与电流信号存在着一一对应关系。由于电流信号包含放电电流和位移电流,因此当放电电流很小时,放电电流信号淹没在位移电流中。在这种情况下,只能通过研究光信号的波形来研究相应的放电情况。除此之外,研究了单个放电丝的光信号,发现光信号测量可以实现对放电过程的空间分辨测量。结果表明分析光信号是一种很好的研究介质阻挡放电动力学过程的方法。