针对光学动态靶标进行光电跟踪光端机的跟踪精度的测试时, 旋转的光电平行光管由于离心场的存在导致主镜面型误差过大的问题, 提出了一种基于挠性梁减小旋转平行光管离心工况下主镜面型误差的方法。文章首先针对主镜支撑点径向位置最优布局进行求解, 其次在Isight 优化平台上对主镜背部支撑挠性梁的关键设计参数进行尺寸优化, 最终利用Sigfit软件分析了离心工况下主镜面型误差。采用优化后的主镜支撑方案, 反射镜在1.64g离心力作用下, 主镜面型精度RMS优于0.03λ（λ=632.8nm）, 组件一阶固有频率为167Hz。采用4D干涉仪对平行光管的波像差进行检测, 检测结果表明, 平行光管光机系统的波像差RMS值优于0.067λ。经过仿真分析与检测实验证明, 采用挠性支撑的旋转平行光管镜的动态刚度与面形精度满足光学动态靶标的应用要求。

在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里, 光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理, 提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数, 通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分布的函数。求解过程中首先通过高斯-牛顿法进行迭代, 然后再通过最小二乘法进行最优解估计。文中先通过仿真分析, 对比了文中算法与传统算法的优劣, 进一步通过实验验证该方法相对于传统方法的优势。实验结果表明: 基于文中算法光斑质心提取精度为0.125 3个像素; 此时角度传感器的测角精度为0.172 3″, 优于传感器技术要求的0.25″。文中算法对噪声、对比度、光斑的长宽比和大小的综合性能优于传统算法, 实验结果稳定可靠, 满足角度传感器使用要求。

针对拼接镜面望远镜主动光学控制技术的要求, 设计了一种改进型自抗扰控制器以改善位移促动器系统的位置跟踪性能和提高抗扰动能力。首先, 建立了拼接镜面位移促动器系统及扰动风载的数学模型; 设计了改进型自抗扰控制器, 并给出了控制器参数选择的方法。其次, 对位移促动器控制系统进行了仿真分析, 验证了控制器的可行性。最后, 利用风载扰动模拟装置, 在位移促动器系统中引入扰动, 并对比改进型自抗扰控制器与线性自抗扰控制器以及PID控制器控制性能。实验结果表明, 改进型自抗扰控制器系统阶跃跟踪的稳定时间为201 ms, 稳态均方差为7.1 nm, 无超调; 风载干扰实验中, 改进型ADRC的最大偏差值为38.8 nm, 稳态均方差为7.6 nm, 改进型ADRC的性能明显优于线性自抗扰控制器和PID控制器, 对提高位移促动器系统的性能有较高的实用性。

为了解决巨型望远镜潜在的结构变形对方位轴系支撑和精密驱动的影响, 基于组合轴承和驱动车载的概念, 提出了一种集成具有轴承及驱动两个功能的机械装置。此套机械装置采用了静液压油垫和直接驱动技术。直接驱动和液压油垫组合安装在承载机构上, 可以减小电机间隙变化以便提高驱动系统的效率, 此机械装置包含一套运动副连接, 该连接允许底部静液压油垫与滑动导轨紧密贴合而上部连接到方位轴移动结构上(就方位轴而言), 由此机械装置在运行时只会受到底部滑动轨道平整度的影响而不受上部移动结构大尺度变形的影响。之后通过ANSYS对机械装置进行了静力学仿真, 以验证模型的准确性。分析结果证明: 系统在设置运动副连接和未设置运动副连接两种情况下, 施加Z轴方向力矩时, 关注点的位移由14.3 μm减小为0.85 μm; 施加X轴方向力矩时, 关注点的位移由12.9 μm减小为1.26 μm, 运动副连接层可以显著吸收望远镜方位轴移动结构变形引起的力矩, 从而不会将该作用力矩强加给静液压油垫和驱动系统。该项设计为巨型望远镜高精度轴系和精密驱动的研制提供了可靠的设计依据和技术支持。

为提高有机电致发光材料热稳定性和发光效率, 设计合成了新型萘基蒽类蓝光材料。以9-溴-10-(2-萘基)蒽为原料, 分别同4-(1-萘基)苯硼酸和4-(2-萘基)苯硼酸在四(三苯基膦)钯催化下进行Suzuki偶联, 合成10-(2-萘基)-9-(4-(1-萘基)苯基)蒽(NPNA-1)和10-(2-萘基)-9-(4-(2-萘基)苯基)蒽(NPNA-2)。采用红外、核磁对其结构进行表征, 通过TG、DSC分析对其热稳定性进行研究, 采用紫外和荧光光谱对其光谱性能进行表征。在波长378 nm波长光激发下, 二者均显现出了强发光性能, NAPA-1的λmax为424 nm, NAPA-2的λmax为428 nm, 均为优秀的蓝光材料。

建立近红外光谱定性分析模型, 用于酒石酸美托洛尔片厂家的快速鉴别。 采用Antaris Ⅱ傅里叶变换近红外光谱仪和Micro NIR1700型微型近红外光谱仪两种仪器对来自四个生产厂家的66个批次的酒石酸美托洛尔片进行近红外光谱的采集, 选用随机(random sampling, RS)法进行样品集的划分, 得到校正集样品44个、 验证集样品22个, 选择一阶导数Savitzky-Golay15(SG15)点平滑、 标准正态变量变换(SNV)作为预处理方法, 根据不同类样本间光谱的差异结合谱带特征吸收的方法分别选择6 468～7 104和6 468～7 156 cm-1作为建模光谱区间, 建立两种采样仪器的偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型。 模型的混淆矩阵结果显示两种仪器采集的近红外光谱建立的定性分析模型能够快速、 有效的鉴别不同厂家的酒石酸美托洛尔片, 模型的准确率和否定率均达到100%。 该研究有效证实了近红外光谱分析技术用于酒石酸美托洛尔片厂家定性鉴别的可行性, 另外, 该研究中采用了目前商业化最小、 便于携带的Micro NIR1700型微型光谱仪, 为药品的快速现场筛查提供了很好的启示。

基于稀疏和冗余表象的鬼成像雷达(Ghost Image via Sparsity Constraints，GISC Lidar)是一种结合光场空间涨落特性和现代信息论的全新雷达成像体制，其成像视场和分辨率无关，由此可在探测时采用大视场凝视成像模式捕捉运动目标以对其进行高分辨率成像探测。与闪光照相雷达需要将目标的反射光信号成像分布在焦平面阵列光电探测器件上相比，GISC雷达只需要一个无空间分辨能力的单像素探测器接收目标场景的全部反射光信号，因此可以极大地提升系统的成像探测灵敏度。此外，GISC雷达在成像探测过程中可以利用图像的各种先验约束，从而突破奈奎斯特采样定理对采样次数的要求，大幅度提高图像的信息获取效率。文中将结合上海光机所将鬼成像技术应用于雷达探测的研究历程，介绍GISC雷达研究进展，并指出GISC雷达工程化实际应用中仍待解决的若干问题。

霍山石斛是一种非常珍贵的中药材, 具有很高的商品价值和药用价值。 不同种的霍山石斛具有不同的商品价格和药效作用, 因此需要建立一种快速且绝对无损的方法来鉴别不同种的霍山石斛。 该实验, 采用微型近红外光谱仪MicroNIR 1700 实现对来自于三个不同种的五个不同商品等级的霍山石斛鉴别研究。 经光谱预处理、 波段选择及主成分数优化后所建最佳SIMCA模型结果的识别率和拒绝率均达到100%, 表明微型近红外光谱仪MicroNIR 1700能够成功实现对五类霍山石斛的快速及绝对无损鉴别。

非线性放大能在保持图像上下文关联的情况下对目标进行放大．利用球面几何模型得到了一种非线性的映射关系，并通过分析得到了该映射关系在图像变换中可以得到非线性放大的效果．为了进行有效的观察，避免感兴趣区域的中心出现变形，采用结合线性和非线性变换的方法对图像进行放大．实际应用的结果表明，该算法不仅可以放大感兴趣区域，而且能有效的保持上下文的关联关系，是一种有效的图像放大算法．