以新疆奇台绿洲碱化土壤及其可见光/近红外光谱反射率为研究对象, 通过实地定点土壤取样和光谱测量, 将碱化土壤的实测反射率与同期获取的TM影像反射率相对照, 分析二者与土壤pH值的关系, 分别建立对土壤pH值的多元线性回归预测模型并对模型精度进行后验差检验。 结果表明: 研究区土壤pH值与反射率呈极显著的正相关关系, pH值增加, 反射率随之增加, 以板结为特征的碱化土壤对光谱具有良好的响应特性。 实测反射率与影像反射率对研究区碱化土壤均具有良好的监测潜力。 实测反射率预测pH值的模型精度较高, 其预测精度主要受地表板结程度的影响。 植被对TM反射率预测精度的影响较大, 直接用TM反射率预测pH值精度较低, 去除植被影响后, 其预测模型等级与实测反射率预测模型等级接近, 均达到良。

通过实地定点土壤取样和光谱测量, 研究了实测光谱反射率与土壤PH值之间的关系.分别采用反射率Reflectance、一阶导数FDR、倒数之对数log(1／R)和波段深度BD四种光谱指标建立对PH值的多元线性回归预测模型, 并且利用验证样本集对回归模型进行了检验.结果表明: 野外实测反射光谱与PH值呈良好的正相关关系, 建模精度最高, R2可达0.873, 具有快速、高精度估算土壤碱化程度的潜力, 既符合野外实际环境, 也利于今后同遥感影像进行对应分析.光谱倒数之对数( lg(1/R))的建模精度略低于实测反射率建模精度, 因此对实测光谱进行倒数之对数计算对于提高估算精度作用不大.而光谱微分法(FDR) 和波段深度(BD)的模型判定系数分别为0.728和0.648, 预测效果不理想.

为了深入研究量子点半导体光放大器(QD-SOA)的特性, 建立了量子点半导体光放大器子带导带的三能级系统模型。把系统载流子的速率方程与其他文献采用的速率方程进行了对比优化。通过数值计算得到了瞬态解, 并得到载流子在放大器各能级态的浓度分布, 验证了量子点中能级分立特性。利用电子和空穴各自的占有几率在基态成一定的线性关系, 在稳态下对速率方程求解, 得出了量子点半导体光放大器相关的增益特性, 以及增益特性与基态电子的占有几率之间的关系。结果表明量子点半导体光放大器具有很高的饱和增益和微分增益, 较低的阈值电流等特性。说明量子点半导体光放大器具有比其他体材料和量子阱光放大器更加优异的特性。为光放大器的设计提供了有力的理论指导。

为了精确地确定电子束曝光剂量与刻蚀深度间的关系,根据抗蚀剂的灵敏度曲线,采用反差经验公式来确定剂量与刻蚀深度间的关系.选用正性抗蚀剂PMMA进行曝光实验,将计算值进行曲线拟合,得到的关系曲线与实验结果基本相符.当剂量在20～35 μC/cm2间时,实验值与计算值间的差值最小,说明当剂量在此范围内时该方法能够更加精确地确定剂量与刻蚀深度间的关系.采用该方法节省了实验时间,提高了刻蚀效率.

提出了电子束重复增量扫描曝光技术新概念,对吸收能量密度与深度和曝光剂量之间的关系、溶解速度与吸收能量密度之间的关系进行了理论分析,发现溶解速度随曝光剂量增加而增大.以此为依据,在SDS-3型电子束曝光机上采用20 keV能量的电子束对570 nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯进行了7次重复增量扫描曝光实验,得到了轮廓清晰的梯锥和圆锥3维结构,证明了电子束重复增量扫描曝光技术的可行性,为电子束加工3维结构提供了新工艺.

提出了一种基于神经网络理论的微位移工作台控制方案.该工作台以压电陶瓷作为微位移驱动元件,对伺服电机大位移进行位移补偿.分析了压电陶瓷微位移驱动器的原理,建立了工作台的数学模型.神经网络PID控制器对工作台进行闭环控制,利用BP网络的自学习和自适应能力,实时调整网络加权值,改变PID控制器的控制系数,减小工作台的位移误差.采用专用的压电陶瓷驱动电源对工作台的位移进行了实验,相对于常规PID控制器,微位移为11.41μm时的响应时间从1.5 s缩短到1 s,稳态位移误差从3.13%减小到1.05%,工作台的稳定性和定位精度得以提高,改善了扫描隧道显微镜的工作性能.