为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性，使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS（Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System）和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO₂（Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide）的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析，并据此进行了控制系统设计。在此基础上，对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明：该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感，需要加以控制；低负荷下旁通会使压缩机流量上升，需对压缩机流量加以控制；系统在控制方案下能以6% FP（Full Power）·min^-1的速度实现0%?100%的负荷变动，且可以在任意负荷水平下运行；甩负荷下系统的波动时间变长，但是仍可达到新的稳态进行工作，且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。

甲烷是瓦斯的主要成分和温室气体之一,检测甲烷浓度对于工业生产安全和人员的生命健康保障均具有重要意义。本文设计了一种用于甲烷检测的共轴石英音叉增强光声光谱系统,利用石英音叉较高的品质因数克服了传统光声光谱技术中麦克风易受环境噪声干扰的缺点。设计了小型化气室,其体积仅为3 cm×2 cm×1 cm,简化了检测系统的结构。结合波长调制技术,分析了二次谐波信号幅值与调制深度的关系,实验得到的最佳调制电压幅度为0.175 V,对应的调制深度为0.169 cm -1。对甲烷浓度(体积分数为5×10 -4~5×10 -3)和二次谐波信号幅值进行拟合,线性度为0.99791;采用Allan方差分析了系统的稳定性,当平均时间为5 s时,系统的检测下限为4.337×10 -5。基于小体积光声池的光声光谱气体传感器具有体积小、质量轻、成本低的优点,更适合于便携式传感应用。

为了将偏振光谱强度调制(Polarization spectral intensity modulation, PSIM)技术应用于室外目标 的偏振遥感测量,在PSIM偏振光谱仪实验室搭台实验基础上,开展了PSIM实验样机一体化集成设计。 首先,将由格兰泰勒棱镜和两块高阶石英晶体延迟器构成的调制器按照原理要求集成安装成一个组件, 再将该组件安装到光栅光谱仪的光学头部,完成PSIM偏振光谱仪系统的硬件一体化设计。利用交互式数据 语言(Interactive data language, IDL)程序设计语言编写程序,将文件读写、数据处理及结果显示等功能 集成在统一的用户界面中,实现了PSIM偏振光谱仪系统数据处理算法软件的一体化设计。最后,通过测量 解析水平和垂直线偏振光的全Stokes矢量元素谱定性验证了实验样机的测量能力；利用偏振定标系统完成 了集成实验样机的偏振定标。实验数据处理结果表明：实验样机能够实现待测光全Stokes矢量元素谱的同步获取; 偏振定标盒输出光的全谱段偏振度值,实验样机的测量结果与理论输出结果间的最大误差约为0.003。实现了集成实验样机的设计目标。

针对偏振光谱强度调制（PSIM）系统存在的环境稳定性问题，在PSIM系统实现偏振光谱信息调制解调机理的前期研究基础上，经过严格的理论推导，提出了一套基于傅里叶变换、滤波和傅里叶逆变换等数字信号处理过程的PSIM系统环境稳定性实时自校准算法流程。该算法流程可以从PSIM系统的实测数据中分离出因环境扰动而引入的变化量，实现PSIM系统解调系数自校正，从而有效增强PSIM系统的环境适应能力。

研制了一种结构简单、稳定性好的可见光波段可调偏振度光源, 用来验证偏振光谱强度调制（PSIM）实验系统设计的正确性。该光源内部安装有两块K9玻璃组成的玻璃片堆, 通过改变玻璃片堆的倾角来调整输出的部分偏振光的偏振度。理论推导了二者的关系, 得到了可调偏振度源输出光的偏振度计算方法。根据PSIM系统的实现原理, 搭建了验证PSIM性能的实验装置, 对可调偏振度源输出的不同偏振度谱进行了测量。实验结果表明：在PSIM实验装置的有效工作波段范围内, 可调偏振度源输出光的理论偏振度值与PSIM实验装置测得结果的误差在1%以内, 验证了可调偏振度源及PSIM实验装置设计的正确性。该装置有望成为标准偏振光源, 用于偏振光谱测量装置的精确标定。

偏振光谱强度调制(PSIM)是一种先进的偏振光谱测量技术,测量数据处理是PSIM偏振光谱仪 解析待测光偏振光谱信息的关键环节。从PSIM技术的调制、解调机理出发,结合相关数字信号处 理理论,给出了从PSIM偏振光谱仪系统的测量数据中,解析待测光4个Stokes矢量元素谱的数学原理, 建立了PSIM偏振光谱仪的测量数据处理流程。搭建了PSIM偏振光谱仪实验装置,分别对平行光管直接输 出光信号及平行光管加透光轴水平方向偏振片后输出的光信号进行了测量实验。利用建立的PSIM偏振光 谱仪测量数据处理流程,对实验装置的测量数据进行了偏振光谱信息解析处理,处理结果与理论分析结 果间良好的一致性验证了PSIM偏振光谱仪系统数据处理方法的正确性。

鬼成像(或关联成像)的耗时问题是该研究通往应用领域的艰难瓶颈。以杨氏双缝的鬼衍射为例，通过引入一个收敛判据，研究了一系列影响收敛速度的因素 以及收敛特征。计算机实验表明，物体的特征尺度与照明光场的横向相干长度是影响成像速度的共同关键因素。作者希望以此引起人们对关联光学实时化问题的关注。 此外，给出的数值热光源的产生方法可为鬼成像的变形-主动照明式激光雷达的光源提供驱动。

当自然光以一定的角度通过玻璃片堆时,其岀射光是线偏振度一定的部分偏振光。利用该原理研制了一台可见光波段线偏振度可调节的偏振光源。分别测量了玻璃片堆在0°、15°、30°、45°和60°倾角时偏振光源输出光在可见光波段的线偏振度谱,并将测量结果与理论输出结果进行了比对。结果表明,有效测量结果与理论输出结果之间最大误差不超过0.8%。实现了可调偏振度光源的预期设计目标。

腔内模式椭圆偏振态和磁场是激光陀螺产生磁致误差的两个必要条件，减小腔内模式椭圆率是降低激光陀螺磁灵敏度的重要途径。基于琼斯矩阵的谐振腔理论，提出了建立自洽方程的位置原则；提出了自洽方程求解中起振模式的选取方法；形成了准确、完善的腔内模式椭圆率计算公式。采用数值分析法，分析了平面腔激光陀螺反射镜参数及光路非共面误差对腔内本征模式偏振态的影响机理；提出了两种通过配置反射镜反射相移减小腔内模式椭圆率的新方法。