相位调制多普勒激光雷达可以兼顾直接探测多普勒激光雷达和相干探测多普勒激光雷达两者的优势。但由于其存在自身频移测量动态范围不足的问题,在实际的应用中受限。为了解决这一问题,提出了一种“星迹图”方法,这种方法是将相位调制鉴频参量进行正交分解,利用他们在二维或三维坐标系中变化的性质来进行信号光频移测量,并对其测量灵敏度和误差进行理论建模。该方法既有效保持了原有方法的优势,又大幅度提高了频移测量的动态范围。理论研究证明,该方法可以将测量动态范围提高约9倍。并在实验上,通过对目标的测量证明了该方法的正确性和有效性。

对基于核熵成分分析的光谱反射率重建方法进行了研究,分别采用主成分分析方法和核主成分分析方法构建光谱反射率重建算法进行颜色重建研究,并与基于核熵成分分析算法的光谱反射率进行比较。实验结果表明,基于核熵成分分析的光谱重建算法在色度精度和光谱精度上均优于主成分分析和核主成分分析,对物体表面颜色的真实重建具有一定的应用价值。

研究了基于选择最优滤光片多光谱成像系统优化问题,采用了优化的滤光片组合,组建了一个六通道的多光谱成像系统。利用提出的基向量和多项式组合的方式重构光谱数据,成功重建出博物馆、美术馆等展览馆常用的两种典型光源模拟器D65和A光源下油画的光谱反射率,并以光谱均方误差和色差综合误差评价成像质量。对两种光源下重建结果分析可得,最优滤光片的选取与光照环境密切相关。根据光照环境不同采用选取出的最优滤光片可得到最好光谱成像图,并且能在光谱和色度上都达到较高精度。

基于液晶可调滤波器(LCTF)和CMOS组合的多光谱成像系统,在435~720 nm波段范围内,以每隔5 nm波段对小白菜叶片进行灰度值信息的提取,然后求出各个波段的灰度值平均值、标准差以及相关系数,并采用自适应波段选择法(ABS)提取出小白菜叶片的波段指数,最后通过波段指数的排序选取出小白菜叶片的有效特征波段。实验结果表明,用ABS的特征波段提取的算法,能够快速有效地获取小白菜叶片的光谱信息,在445 nm、450 nm、455 nm、680 nm、685 nm、690 nm、695 nm和710 nm波段具有较理想的波段指数值,有较大的光谱信息量。因此,这些波段可以很好地作为识别小白菜叶片的有效特征信息波段。

利用充入激光染料的石英毛细管构成了一个双层结构的圆柱形微腔，在s和p偏振光抽运条件下，分别观察到了微腔中的横磁波或横电波回音壁模式激光辐射。实验结果表明，横磁波激光光谱出现了明显的干涉调制现象，调制周期随染料溶液折射率的增加而增大，随毛细管内外半径比的增加而减小；横电波激光光谱则没有出现干涉调制现象。用双层微腔结构中反射波对折射波的干涉调制效应，成功解释了观察到的实验现象。双层结构圆柱形微腔中回音壁模式激光的干涉调制现象，为多模回音壁模式激光的模式选择提供了一定的参考。

采用沿光纤轴向倏逝波光抽运方式,研究了基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的回音壁模式(WGM)激光的产生长度。实验发现，以PDMS为包层的WGM激光具有较长的激光产生长度。利用这一特点，设计并制作了一块具有三个光纤沟道的PDMS基片。通过在沟道中分段填入罗丹明640、罗丹明B和罗丹明6G的乙醇增益溶液,在同一块PDMS芯片上同时获得了红(628～634 nm)、橙(590～597 nm)和黄(564～572 nm)三波段激光辐射。

介绍了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)基片的回音壁模式(WGM)光纤激光器。激光器主要由多模石英光纤、塑料楔形光纤、 激光染料溶液、玻璃基底和PDMS基片构成。将一根直径为279 μm的石英裸光纤和一根直径为200 μm的塑料楔形光纤耦合后固定在一块长和宽分别为2 cm和1 cm的玻璃基底上，在玻璃基底上浇注PDMS溶液后再经烘干形成厚度约为400 μm的柔性PDMS基片。 在基片上石英光纤与楔形光纤的耦合位置处刻出一个长为0.4 cm， 宽和高均为400 μm的光纤沟道，在沟道中填入诺丹明6G的乙醇溶液并用另外一块玻璃基片封装后构成基于PDMS基片的回音壁模式光纤激光器芯片。 采用沿石英光纤轴向消逝波光抽运方式, 在PDMS芯片上实现了抽运能量为8.5 μJ的低阈值的回音壁模式激光定向输出。