脉冲激光清洗绝缘子表面污秽时, 作用机制主要有振动和烧蚀两种机制, 但不同激光参数下实际的作用机制会有所差异。通过COMSOL建立热-应力耦合有限元模型模拟温度场和应力场, 探究脉冲激光扫描一个周期脉冲功率不同时的振动和烧蚀机制及其清洗效果, 并通过激光清洗试验, 验证仿真结果的可行性。仿真结果表明, 振动与烧蚀机制共同作用的污秽去除阈值约为123 W, 振动量与烧蚀量都随着脉冲功率的增大而增大, 在150 W时清洗深度为污秽厚度的40%, 在200 W时清洗深度达到污秽厚度的92%; 在250 W时清洗机制达到临界状态, 清洗深度达到污秽厚度的100%; 大于250 W后为烧蚀机制主导, 以300 W为例, 绝缘子有明显损坏。试验结果表明, 在设备功率为200 W时, 脉冲激光对绝缘子表面污秽有明显的去除效果, 表面污秽向外喷溅, 并伴随明显烧蚀现象; 绝缘子基底只有少量污秽残留, 未见损伤。

卫星激光通信链路是一项实现卫星大规模星座组网的关键技术。相干激光链路灵敏度高、抗背景干扰、速率升级空间大，在星间激光链路中应用广泛。文章建立了带有前置掺铒光纤放大器(EDFA)的卫星相干激光通信终端的信噪比分析模型，仿真分析了EDFA功率增益、EDFA噪声系数、本振光功率、信号光功率、光放后端光带宽、基带前端电带宽对终端输出信噪比的影响以及各种输出噪声功率占比的情况，得到了带有前置EDFA卫星相干激光通信终端的信噪比参数特性。

传统的星载变频通道存在易受电磁干扰、动态范围受限、带宽瓶颈等不足, 将微波光子技术引入卫星通信系统中, 可克服电域信号变频的局限性, 提升星载变频通道的性能。文章提出了一种基于并联马赫-增德尔调制器(MZM)与相干接收的宽带微波光子变频技术, 通过采用相干接收方法, 能够实现较好的共模噪声抑制, 并降低谐波失真的影响, 同时结合抑制载波调制方式所带来的优势, 有效改善了变频无杂散动态范围等指标。通过实验验证, 其杂散抑制比优于60dB, 无杂散动态范围优于100dB·Hz2/3, 为新型星载微波光子变频方案设计、实际应用提供了必要的理论依据与技术支撑。

超宽带阵列化已经成为雷达、通信、电子战等电子信息系统的共性发展趋势，而融合了微波和光子各自优势的微波光子处理技术，能够以一种全新的技术体制推动电子信息系统的发展。回顾了微波光子学的国内外研究情况，探讨了兼容多种功能和场景的微波光子处理系统架构，并对微波光子高纯度信号产生、大动态传输、分布式稳相、光学波束形成和信道化等关键技术进行了分析，讨论了各项技术在理论、实验和应用研究上的进展，展望了微波光子技术未来的发展趋势。

提出了一种适用于电子战应用的宽带大动态微波光子射频前端方案, 通过采用双边带抑制载波及微波光子相干接收技术, 能够有效改善前端的噪声系数、无杂散动态范围等。在6~18GHz工作频带内, 该射频前端无杂散动态范围达到110dB·Hz2/3、噪声系数优于8dB、多通道幅度一致性优于±1dB、多通道相位一致性优于±10°, 实现了宽带射频信号的高性能传输, 同时满足阵列光学波束需求。

研究了地表反照率对天空偏振模式的影响。针对目前缺乏实际环境下不同时间、不同地点单一影响因素的定量测试研究,先运用libRadtran二次开发软件,仿真分析不同地表反照率下的天空偏振模式,然后利用图像式测试系统,分别在草地和沥青地表、海洋和沥青地表进行同步异地测试,定量分析地表反照率对偏振方位角和偏振度的影响。结果表明:地表反照率对偏振方位角分布基本没有影响,分布始终稳定;而地表反照率对偏振度数值有较大的衰减作用,在同一天内同一时刻下,地表反照率越大,最大偏振度值越小;地表反照率相差越大,最大偏振度值的平均减小量越多,最大偏振度值减小的幅度越大。

针对测试环境下偏振光分布模式复杂,特征点发散造成最小二乘法拟合太阳子午线时精度降低的问题,提出了一种基于Hough变换的太阳子午线提取方法。搭建了偏振光分布模式测试系统,利用Stokes矢量原理得到偏振光方位角分布模式,通过设置特征阈值获取太阳子午线特征区域。使用Canny算子检测特征区域边缘,运用Hough变换检测边缘直线方向,结合对称性分布关系获取太阳子午线方位角。通过测试实验,对比分析了所提方法与最小二乘法的测量精确度。实验结果表明,在特征阈值为3<N≤6时,所提方法的测量精确度高于最小二乘法,测量正确度提升了5.53%~87.84%,测量精密度提升了1.81%~92.68%。

研究了气溶胶对大气偏振分布的影响。基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模式,对不同气溶胶条件下的偏振分布模式进行了仿真。利用图像式测试系统,对实际大气条件的偏振模式进行了测试,分析了气溶胶质量浓度变化对偏振模式的影响。结果表明,偏振度受气溶胶质量浓度的影响较大,随着气溶胶质量浓度的升高,偏振度不断变小。当PM10的质量浓度由27 μg/m ³增加到53 μg/m ³再增加到103 μg/m ³,PM2.5的质量浓度由9 μg/m ³增加到28 μg/m ³再增加到66 μg/m ³时,最大偏振度值平均减小了约25%。气溶胶对偏振方位角几乎没有影响,偏振方位角的分布稳定。

基于瑞利散射理论, 对天空光偏振分布模式进行了仿真。利用图像式全天空偏振模式测试系统对东海海域的天空光偏振分布模式进行了测试。提出了一种利用偏振方位角信息判断子午线的方法。研究结果表明, 当太阳高度角大于85°或低于25°时, 可利用偏振方位角定位子午线方向。该子午线方向与理论仿真结果一致。