基于Pockels效应原理, 分别对交直流混合强电场传感器中的电光传感单元和电场调制机构进行了设计与测试。对电光传感单元结构进行合理设计, 选取并制备相关器件。搭建试验平台, 试验结果表明电光传感单元输入输出具有良好的线性度, 对电场波形的变化具有快速的响应且频率特性良好, 其性能满足测量调制后电场波形的需求。利用电光传感单元和电场调制机构组建传感器, 并测量了交直流混合强电场响应。

氢能的引入能有效提升配电网的供电可靠性，而电解水制氢是实现低碳转型的关键技术，开发高效的电解水催化剂势在必行。过渡金属氧化物储量大、催化活性高，是具有广阔应用前景的析氧反应催化剂。本文通过射频等离子体处理制备石墨烯上负载Co3O4析氧催化剂，XRD、Raman和XPS测试结果显示，二维结构石墨烯的引入加速表面电子迁移，增大了反应面积。等离子体处理促进了纳米粒子在石墨烯上的负载，利用等离子体刻蚀作用在催化剂表面制造出大量碳结构缺陷和氧空位结构，改善了活性位点分布，有效调控Co3O4电子结构，提高析氧催化活性。电化学测试表明，本文中合成的Co3O4@rGO在电流密度为50 mA·cm-2时的过电位为410 mV，动力学反应速率较快，表现出优于商业IrO2的析氧催化活性。

地形匹配导航是一种重要的利用地形和地物特征进行导航的技术。为了进一步提高地形匹配算法的精度，提出了一种基于形态学增强型方向梯度直方图（EHOG）的地形匹配算法。该算法采用形态学闭运算对干涉合成孔径雷达（InSAR）获取的实时高程图（REM）进行预处理，获取EHOG特征；将地形匹配转换为HOG特征描述子的匹配，以特征向量间的欧氏距离作为相似性度量。匹配过程中，采用粗细精结合的三步优化匹配搜索策略，提升了算法实时性。实验结果表明，与未增强的HOG算法、传统的梯度互相关算法相比，所提匹配算法具有更好的匹配精度和抗噪性，同时具有较强的鲁棒性和实用性，能够很好地应用于InSAR地形匹配。

提出一种基于超磁致伸缩材料(GMM)和光纤光栅(FBG)的无源非接触型电流传感器,利用COMSOL软件对参考GMM位置以及聚磁装置预留伸缩空间大小及方向、截面边长和上方开口长度等参数进行分析和优化,保证传感FBG粘接区域内的磁力线密集且均匀分布,最后通过双光栅-强度解调系统实现电流信号的温度无关性测量。传感器交直流特性测试表明,传感器在0.8~3.5 A的直流输入下的灵敏度为249.75 mV/A,线性相关系数高达0.9942;在1.6 A的偏置电流作用下,传感器对50 Hz~6.5 kHz的正弦输入信号具有良好的响应能力。同时传感器的温度特性测试证明,双光栅-强度解调方法可在很大程度上消除环境温度变化对输出电压的影响。本文提出的传感器具有体积小、结构简单、性能稳定和成本低等优点,并且具有温度无关特性。

提出一种以Fe₃O₄磁性纳米粒子为包层的微环谐振器的集成光波导电流传感器,阐述了其基本原理和制备方法。被测电流所产生的交变磁场,会使得Fe₃O₄纳米粒子产生能量损耗,温度发生变化,从而导致光波导折射率发生改变。通过监测微环输出谐振波长的漂移量可实现电流传感。为了实现宽量程、高品质的微环器件,通过有限时域差分法对微环传感器的关键结构参数进行合理设计,制备出不同半径下的电流传感器。理论与实验结果表明:在测试电流幅值为0至0.5 A,频率在0至60 kHz内,微环电流传感器的输出谐振波长漂移量与电流幅值的平方、电流频率的平方均呈正比例关系,同时随着微环半径的减小,传感器探测范围变大,但灵敏度减小。该研究可为集成式微型电流传感器提供一定的理论基础,推动了以硅基为基础的光电传感的发展。

通过差热分析（TGA/DSC）、 X射线衍射分析（XRD）、 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)等测试技术, 对实验室制备的纯净托贝莫来石的高温相变规律进行系统的研究。 DSC结果表明, 托贝莫来石结构中有四个层间分子水, 加热到300 ℃时四个层间分子水逐渐失去。 当温度升高到724 ℃时, 部分Si—O—H键断裂, 失去羟基。 XRD结果表明托贝莫来石晶体结构在724 ℃时已经破坏, 衍射峰基本消失, 煅烧后的样品为无定形的非晶态。 当温度持续升高到861 ℃时, 发生晶型重构, 硅灰石晶体出现, 结构转变为有序的、 稳定的晶体结构。 当温度到达1 000 ℃的时候, 完全转变为2M型硅灰石晶体结构。 托贝莫来石的高温相变经历了“托贝莫来石→脱水托贝莫来石→脱羟基托贝莫来石→硅灰石”一系列转变过程。

采用一维的等离子体流体力学模型研究了氦气-氧气高气压下电容耦合放电过程。分别给出了间隙为1.6，2.4和3.2 mm时外加电压的有效值与放电电流有效值特征曲线，并与已有的实验数据作对比，结果表明计算得到的电压-电流特征曲线与实验数据符合得很好。研究发现: 氦气-氧气高气压下电容耦合放电过程中荷质比较大的离子在鞘层中的分布随着外电场的变化而变化，而荷质比较小的粒子在整个放电区域基本不随外电场变化而变化; 同时杂质形成正负离子在主等离子体区域两端出现了峰值。

分析了基于等效相移(EPS)技术的超结构光纤光栅(SSFBG)相位编/解码器的原理及特点, 提出并实现了一种双边带编/解码器。该编/解码器在不改变光纤光栅长度的前提下, 实现了+1级和+3级编解码谱的级联, 并很好地继承了等效相移技术所具有的设计灵活、制作精度低和与波分复用(WDM)系统兼容能力强等诸多的优点。理论及实测数据仿真结果均表明, 在光脉冲源匹配最佳的前提下, 双边带编/解码器较传统等效相移编/解码器而言, 使得基于该光纤光栅相位编/解码器的窄带相干光码分多址(OCDMA)系统的编解码性能提高了3 dB, 通过对比分析得到其本质原因在于双边带编/解码器结构提高了其单位长度内携带的相位信息量。

公路表面的三维结构对于判断公路路面破损状况具有重要的意义.基于光栅投影的傅里叶变换轮廓术将物体的高度信息编码在投影到待测物面上的正弦条纹的形变信息中,可以实现对物体的垂直测量.探讨了傅里叶变换轮廓术在高速公路路面面形测量-动态实时系统中的应用,提出了利用自适应标准模版匹配,基于特征图像识别的方法,分选破损的公路路面,从而实现对高速公路路面形变的快速实时检测.

对分立式光纤拉曼放大器的前向、后向泵浦方式进行了实验研究.拉曼增益介质为10km的色散补偿光纤.分别测量了前、后向泵浦的分立式FRA的增益、噪声指数和动态范围.实验结果表明,当泵浦功率小于500mW时,前、后向泵浦的分立式FRA的增益几乎相等.当泵浦功率大于500mW时,在前向泵浦的分立式FRA中发生了受激布里渊散射,前向泵浦的FRA的增益小于后向泵浦的FRA的增益,前者的噪声大于后者的噪声;前向泵浦的FRA不再具有增益保持特性,而后向泵浦的FRA仍具有增益保持特性.当泵浦功率大于500mW时,分立式FRA应该采用后向泵浦的方式.