太阳上层大气，即日冕、过渡区和色球，是由炽热的高度动态的磁化等离子体构成，其中高度电离的离子发射出丰富的极紫外谱线。空间太阳极紫外光谱成像观测对于捕获太阳上层大气中爆发活动的动态物理演化过程，以及实现对大气等离子体特征参数的精确测量具有重要的意义。然而现有的极紫外光谱成像仪器只能针对太阳上层大气的一个或两个目标区域进行成像观测，缺乏采用单一仪器对整个太阳上层大气区域在大空间和宽波段尺度范围内的光谱进行诊断的能力，严重制约了人们对太阳爆发活动中的能量及物质输运过程的理解。为了利用单个仪器实现对日冕、过渡区和色球的高分辨率同时诊断观测，本文提出并设计了一款同时工作在17∼21 nm、70∼80 nm和95∼105 nm三个波段的太阳极紫外成像光谱仪，该仪器基于非罗兰圆结构下的椭球面变线距（EVLS）光栅像差校正理论，采用狭缝扫描式成像光谱结构，实现了具有大离轴狭缝视场的高空间、高光谱分辨的消像散光谱成像。基于蒙特卡罗统计模拟方法对太阳极紫外三波段成像光谱仪的最优模型开展光线追迹仿真实验，仿真结果表明，所设计的成像光谱仪取得了良好的光栅像差校正效果，系统空间分辨率优于0.6″，光谱分辨率在17∼21 nm波段优于0.006 nm，在70∼80 nm和95∼105 nm波段优于0.008 nm。本文研究对我国未来的太阳极紫外光谱成像仪器的发展和研制具有重要的理论意义，对我国未来的太阳空间探测任务的型号遴选具有重要的参考价值。

提出了一款工作在Ne VII 46.52 nm谱线的新型三级次无狭缝成像光谱仪，该仪器采用两个超环面等线距光栅作为衍射元件，其中单个光栅仅工作于一个级次，这解决了现有三级次仪器使用单个光栅同时工作于三个级次的弊端，显著提升了系统校正离轴光栅像差的能力，结合光谱数据反演算法可以实现24′×24′视场下的高空间（1.547″）和高光谱分辨率（0.0078 nm）观测。

2 μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅（SOI）平台，对2 μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐，对单个微加热器施加3.2 V电压时，调谐范围可达66 nm（1967~2033 nm）。

利用落锤冲击试验设备对石英砂岩进行循环冲击加载, 在0.3～0.6 m各冲击高度下均选取3个试样, 每个试样进行8次循环冲击, 应变率分别选取为26.33 s-1、29.7 s-1、32.03 s-1和35.17 s-1, 研究中应变率下石英砂岩受循环冲击加载下的力学性能。通过对试验数据进行分析总结, 讨论循环加载次数对石英砂岩动态抗压强度、弹性模量和能量效率的影响以及中应变率下石英砂岩的破坏过程。结果表明：不同中应变率条件下, 第8次循环冲击加载作用下试件的动态抗压强度均较第一次循环冲击减小约13 MPa, 抵抗变形能力减弱, 同时弹性模量明显降低, 试件动态抗压强度与弹性模量表现出正向相关关系; 从能量角度研究, 在8次循环冲击加载后, 试样耗散能、能量效率、单位体积耗散能均有提高, 其中在冲击能为70.27 J效果最为明显, 岩石耗散能提高6 J、能量效率提高8.8%、单位体积耗散能增幅50%; 从破碎分形角度进行研究, 中应变率下岩石破碎形态有劈裂破坏、边缘崩落破坏、块状破坏和粉碎破坏, 当应变率由26.33 s-1增大至35.17 s-1时, 试样碎块块度平均粒径特征值由24.49 mm减小到21.15 mm; 分形维数由1.07增加至1.75, 岩石分形维数呈线性增大趋势。

硼泥作为一种硼工业废弃物一直未得到有效利用, 对环境有极大的危害。本文将高温焙烧预处理的硼泥作为原料制备硫氧镁水泥, 研究了不同焙烧条件对硼泥的影响, 以及硼泥焙烧温度、保温时间、硼泥焙烧产物掺量对硫氧镁水泥的力学性能、物相和微观形貌的影响。结果表明: 硼泥中的MgCO3于700 ℃焙烧温度条件下保温2 h, 可分解得到较高活性MgO, 此时硼泥的烧失率维持在23.50%, 水合活性达到最高, 为24.64%。在焙烧温度700 ℃、保温时间2 h、硼泥掺量质量分数为45%的条件下制备的硫氧镁水泥力学性能最优, 其体积密度为1.7 g/cm3, 28 d抗压、抗折强度分别为59.0、8.0 MPa。

调频连续波（FMCW）激光雷达具备同步高精度测距测速能力，在空间目标测量等领域中有重要应用前景。然而，目标高速运动导致雷达干涉中频信号发生频谱展宽，对测量精度形成了严重影响。为此，对FMCW激光雷达测量高速目标问题开展理论分析，建立了中频信号频谱的理论表述，利用频谱对称性的特征，提出了一种新型的基于频谱自卷积的中频频率解算算法。通过数值仿真进行验证，证实此算法可有效校正频谱展宽导致的测量误差，实现目标距离和速度的高精度测量，与传统方法相比，可在相同信噪比条件下实现测量精度三个数量级以上的提升。此算法运算量小，抗噪声干扰能力强，且应用前景广阔，对于推进FMCW激光雷达在空间碎片观测预警等空间技术领域的应用具有积极意义。

种鸡蛋孵化期间受精状态的检测需要消耗大量人力、 物力, 并且孵化期间的种鸡蛋不能保证均为健康蛋, 需要能够在孵化早期将无精蛋和死精蛋快速准确挑选出来达到降低生产成本的目的。 以白来航鸡蛋为研究对象, 采用高光谱分选仪批量采集受精、 未受精、 死精三类鸡蛋共119枚在382~1 026 nm范围内的高光谱数据, 其中受精蛋采集孵化3, 5, 7, 9, 11, 13和15 d的数据, 并通过黑白校正方法对原始光谱图做校正处理, 得到其漫反射率, 经过实验对比以及根据实际生产需要, 受精蛋选用孵化3和5 d的光谱数据作为建模数据。 同时提出了一种将光谱数据转换为图像数据的方法, 在最大化保证光谱原始数据的前提下达到了光谱向量数据可视化的效果, 可以有效与深度学习图像识别算法相结合。 采用连续投影算法（SPA）、 竞争性自适应重加权算法（CARS）对光谱波段进行筛选, 建立基于全波段、 CARS筛选的特征波长、 SPA筛选的特征波长与SVM、 RandomForest算法与AlexNet、 MobileNet网络的判别模型, 其中AlexNet-5dFull Wave Bands准确率最高为93.22%。 与通过不同特征波长算法筛选出的数据实验结果对比发现, 经过SPA算法筛选后的特征波长的建模效果相比于CARS效果更好, 其中SVM-SPA3d模型准确率为91.52%, RandomForest-SPA3d模型的准确率为89.83%, AlexNet-SPA3d模型的准确率为89.83%, 表明经过SPA筛选后的特征波长能够保存更多关于种蛋信息差异的有效信息。 研究结果表明, 利用高光谱分选仪对批量种蛋进行漫反射光谱采集, 并将黑白校正后的原始光谱漫反射率数据转换为图像数据, 将转换后的图像数据利用深度学习图像识别算法对鸡蛋的受精状态进行准确、 无损鉴别是可行的, 为后续相关自动化的批量检测提供了技术支持。

采用0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种分段式马赫-曾德尔调制器(MZM)高速驱动电路。驱动电路输入级中,采用容性负反馈来提高带宽,采用共模反馈来稳定共模输出电平,并通过共模反馈实现了可变增益。输出级中,采用负密勒电容、T-coil和电感峰化技术来提高带宽。输出级之间的延迟时间由微带线产生,提出了一种微带线的设计方法。仿真结果表明,驱动电路的最高工作速率可达50 Gbit/s,输出VPP可达3 V,相邻输出级之间的延迟时间为4.9 ps。该驱动电路能较好地适用于分段式MZM。

固定模式噪声（fixed pattern noise，FPN）是CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器中一种常见的噪声，该噪声会对相机成像质量产生很大的影响。为提高道路病害检测图像的质量，提出基于组合滤波的CMOS图像传感器固定模式噪声去除算法。首先使用均值滤波提取出CMOS传感器相机固定模式噪声的空间分布特征。随后使用提出的线性滤波方式去除绝大部分固定模式噪声。最后使用非线性滤波方式去除椒盐噪声。测试结果表明，经过该算法处理后，3组测试图像的峰值信噪比（PSNR）在28.75～32.50之间，图像均方差由处理之前的9.66～11.28降至处理之后的5.45～7.59，处理后的图像均方差相比处理之前降低了27.68%～43.61%不等。该算法有效地降低CMOS传感器相机中固定模式噪声对图像质量的影响，同时较好地保留道路病害图像的主要纹理特征，并且相对于传统的对CMOS传感器相机标定方法具有更高的实用性。