将TEM喇叭天线密封进填充变压器油的尼龙天线罩中, 只要合理设计尼龙天线罩外形, 使变压器油形成聚焦透镜, 不仅能提高天线的功率容量, 还能改善其辐射特性。基于变压器油的缩波效应和椭球的几何性质, 借助几何光学理论, 设计了一款具有聚焦能力的椭球变压器油透镜。变压器油的缩波效应能够增大TEM喇叭天线电尺寸, 使TEM喇叭天线的辐射特性得到初步改善, 透镜的聚焦能力使天线的定向性得到进一步改善。为了验证理论分析的正确性, 另外设计了一款不具有聚焦能力的球状变压器油透镜作为参照, 两款透镜天线仿真结果与理论分析吻合。与大气中的TEM喇叭天线相比, 椭球变压器油透镜使TEM喇叭天线主波束变窄, 远场电压峰峰值提高56.97%, 阻抗带宽低频端从0.28 GHz扩展到0.2 GHz, 功率容量达到18.43 GW。

在时域推导了超宽带脉冲空间功率合成的条件，得到了多路脉冲信号在极化方向相同，幅度、波形一致的条件下，可实现最大化功率输出的结论。基于此提出了一种阵馈的抛物柱反射面天线。采用10喇叭单元叠状排列形成一维馈源阵列放置于焦线上，照射抛物柱反射面后形成相干脉冲，在主轴方向合成超宽带高功率微波波束。仿真结果表明，该阵馈天线较最优口径的单馈源天线，远场辐射功率密度提高了87倍以上，且波束宽度由66°减为8°，实现了超宽带高功率微波的高效空间功率合成。

为了提高超精密级二维工作台的运动定位精度, 提出了一种实现工作台系统误差分离的二维自标定算法。基于工作台测量误差模型, 该算法利用辅助标记板的5个不同测量位姿, 分别得到迭代模型和迭代初始值, 最终建立完整的迭代二维自标定模型。应用该算法对系统误差为0.2 μm的二维工作台进行仿真, 结果显示: 当不存在随机测量噪声时, 标定精度为0.33 nm; 引入随机测量噪声时, 标定精度与噪声同一量级。对x、y向给定测量精度分别为2.98 μm和3.22 μm的二维工作台进行自标定, 得到x、y向测量精度分别为2.59 μm和3.14 μm。提出的自标定算法对随机测量噪声有很好的鲁棒性, 能够用于精密或超精密级二维工作台自标定。

中国科学院“计划”、国家自然科学基金(60677050,10604066)和国家重点基础研究发展计划(2007CB936603)资助项目。

利用多载流子模型及单轴对称和光激励机理,从理论上计算了经热及电场诱导后的石英光纤的电光系数γ与D型光纤的距离d、诱导时间t和外加电压V的关系。结果表明,尽量缩短d并在适当时间内诱导,能有效提高电光系数;电光系数与外加电压近似平方根关系;γ33与γ13的比值非常接近3。理论结果与实验报道相当一致。

详细分析了熔融石英样品经热及电场诱导后，建立二阶极化率的机理。该机理表明，二阶极化率是由样品耗尽区中偶极子的定向和三阶极化率经强静电场作用共同形成的。在一般条件下诱导，前者是主要因素；在较高电压诱导时，后者是主要因素。推导了二阶极化率的表达式，并进行了数值计算。数值结果表明，在一般情况下，χ33(2)约1pm/V,χ33(2):χ31(2)约为3。理论证明提高诱导的外加电压和选用Na和OH杂质浓度较大的石英材料能提高二阶极化率。

提出了热及电场诱导的多载流子模型,在完全耗尽近似下,得出了耗尽区厚度和电场强度的计算公式。公式表明,耗尽区厚度、耗尽区最大电场与诱导时外界电压成平方根关系,而二次谐波的转换效率与应用电压成平方关系。耗尽区的厚度为3～8 μm;耗尽区的最大场强为1～4V/nm,并位于阳极表面下1～6 μm。

提出了一种新型水下激光成像系统的模型，计算了该系统的成像距离和成像质量与光束发散角、接收视场角、快门开启时间等主要参数的关系，降低背景光的影响与提高光脉冲质量能有效地提高成像距离和成像质量。在一般海水介质中，这种水下激光成像系统的成像距离理论值可达25倍衰减长度，约是同步扫描和距离选通水下激光成像系统的4～5倍。

讨论了用调制传递函数(MTF)表征水下激光成像质量特性及其影响因素的量值关系,给出了计算该系统MTF的理论近似公式,得出了MTF与空间角频率、目标距离及接收视场角的关系,结果表明采用窄视场的同步扫描技术能有效地提高系统的成像质量。