随着杂交水稻育种技术的快速发展, 杂交水稻品种日益繁多, 品质与价格也千差万别, 利用智能化手段对杂交水稻种子进行快速分类、 分级和品质检测成为杂交水稻研究领域的热点。 首先研究了不同预处理方式对基于近红外光谱的一维卷积神经网络分类模型对杂交水稻种子的分类效果的影响, 研究结果表明利用Savitzky-Golay卷积平滑算法预处理后的一维卷积神经网络分类模型可获得最佳的分类效果, 其验证集与测试集的分类精度为95.4%和92.9%。 利用随机森林特征波长选择算法选取3个最重要的特征波长分别构建基于单波长灰度图像数据集和基于3波长重构的伪彩色图像数据集, 研究了基于图像数据集的卷积神经网络VGG和残差网络ResNet的杂交水稻种子分类模型, 其研究结果表明基于伪彩色图像数据集的VGG卷积神经网络模型能够获得最优的分类效果, 其验证集与测试集的分类精度分别为92.8%和92.8%, 相比基于伪彩色图像数据集的ResNet分类模型, 其验证集提升3.6%, 测试集提升4.9%。 为了进一步提高分类的精度, 提出了一种图像信息与光谱信息融合的杂交水稻种子分类方法, 该方法利用1D-CNN网络分支提取种子的光谱特征, 利用2D-CNN网络分支提取种子图像的空间维度特征, 最终构建基于图谱融合的2Branch-CNN卷积神经网络分类模型, 其验证集与测试集的分类精度都得到明显改善, 分别达到98%和96.7%。 并利用混淆矩阵评估了2Branch-CNN分类模型对于各个种类的杂交水稻种子的分类效果。 研究结果表明通过图谱融合能有效提升卷积神经网络模型的分类精度, 构建基于光谱与图像数据融合的二分支卷积神经网络模型将为杂交品种的种子快速筛选与分级提供新思路。

有机光敏晶体管是一种在有机场效应管结构中引入光控“栅极”的新型光探测器件, 其光灵敏度、光响应度性能参数与源/漏电极和有源层的接触情况关系密切。本文通过真空蒸发法分别制备了采用金电极和铝电极的单层并五苯及酞菁铜有机光敏晶体管。研究了它们在黑暗和光照条件下的输出及转移特性。结果表明, 高迁移率的并五苯有源层更适合搭配接触特性较好的金电极, 该器件具有和铝电极器件相同高水平的光灵敏度~3×104, 但其光响应度是铝电极器件的13倍; 而低迁移率的酞菁铜薄膜较适合搭配能够和有源层形成肖特基接触的铝电极, 有利于抑制暗电流、增强激子解离效率、提高光电流, 进一步使器件在获得和金电极器件同数量级光响应度的同时, 其光灵敏度是金电极器件的102倍。本文对光照下电极/有源层肖特基接触的能带变化做了理论分析, 总结归纳了有机光敏晶体管电极材料和有源层材料的初步筛选规律。

设计了一种适用于极寒温度(-70℃)条件的耐低温的特种光纤，其结构包括纤芯层、内包层、凹陷包层和外包层.研究了光纤芯层/内包层的相对折射率差与弯曲损耗之间的关系，对比了不同涂覆层模量厚度和对光纤微弯损耗的影响.优化光纤拉丝工艺，获得了一种可长期应用于-70℃极寒温度下，在1 550 nm、1 625 nm波段处附加损耗低于0.01 dB/km的石英光纤.本文研究工作为耐极寒光纤、光纤复合架空地线的制备及产业化提供了可靠的理论与实验依据.

TFT线宽或线间距接近光刻机分辨率时，光刻图形容易产生光刻胶残留不良，为改善该问题，本文从光刻图形出发，以最佳光刻图形所在位置为基准，计算出光刻机光刻平面的优化补偿量，从而实现对光刻平面的补偿优化。首先，通过光刻机光刻平面的补偿量、基板载台平坦度及焦平面计算出光刻时光刻区域基板表面的高度值。然后，根据光刻区域内光刻图形状况找到最佳光刻区域位置，并以该位置为零点，计算出整个光刻区域相对于该位置的相对高度差值。其次，对光刻区域内的高度差值做平面拟合，计算出当拟合平面为垂直于 Z轴的水平面时所需要的补偿量，该补偿量即为光刻区域内光刻平面的优化补偿量。最后，以该补偿量对光刻平面进行补偿，从而使得光刻区域内光刻平面均趋于同一最佳光刻面。结果表明：光刻平面优化补偿后，光刻区域内光刻图形均能形成清晰的图形，光刻胶残留不良得到改善，同时光刻 DICD均值在目标值范围内减小了 1.38%，DICD均一性提高了 20%。

利用叠层一维光子晶体提高半透明有机太阳能电池的光电转换效率和调控器件的透视颜色.采用传输矩阵法计算了基于叠层一维光子晶体的半透明有机太阳能电池中活性层的吸收光谱和器件的透过率光谱, 进而计算了器件的光电转换效率和透视颜色.研究结果表明, 通过合理设计叠层一维光子晶体中顶光子晶体和底光子晶体的禁带中心波长, 可以将器件的光电转换效率提高24.4%.此外, 通过控制顶光子晶体和底光子晶体的禁带中心波长, 可以调控半透明有机太阳能电池的透视颜色, 获得透视颜色分别为蓝色、绿色和红色的半透明电池器件.与单层一维光子晶体相比, 叠层一维光子晶体可以使器件获得更高的光电转换效率, 并能在更大光谱范围内调控器件的透视颜色.

利用激光成型技术制备了Fe基合金样品,研究了激光扫描速度对成型的Fe基合金组织与晶化行为的影响。结果表明,在一定激光功率下,随着扫描速度的增大,熔化区和热影响区内均发生了大面积的晶化,熔化区内的析出相的形貌和尺寸未发生明显的变化,而热影响区内的析出相的尺寸不断减小。采用Marc有限元软件模拟了激光快速成型过程,得到了各扫描速度下合金的熔化区和热影响区内的热循环曲线,分析了Fe基合金未能获得非晶相的原因。

为研究热源干扰图像成像引发的图像畸变、模糊等失真问题, 利用图像的特征点平均畸变位移、峰值信噪比、均方误差和互相关系数来评价热源轴向位移条件下成像图像的畸变程度、模糊程度以及总相似程度, 得到热干扰成像变化与热源轴向位置之间的规律。实验表明, 当热源在成像系统和成像目标之间作轴向运动时, 其距离成像系统越近, 成像的畸变程度、模糊程度以及失真程度越大, 在D=300 mm处最大平均畸变位移达2.7653 mm; 当热源靠近成像目标时, 成像图像的畸变程度、模糊程度以及失真程度降低, 在D=0 mm处平均畸变位移减小至0.8102 mm。

讨论了基本的EC器件结构设计、被广泛应用的阴极氧化物材料(WO3)的结构以及改善其性能的一些方法和新型固体电解质材料。最后, 对EC器件的未来发展做了展望。