针对傅里叶变换光谱仪中的非线性光谱复原精度低的问题，研究了一种基于快速高斯网格(FGG)法的非线性光谱复原方法。首先研究了基于FGG法的非均匀傅里叶变换理论，利用仿真结果验证了FGG法的高复原精度及其可行性。搭建了双折射偏振干涉光谱测量实验装置，利用该方法对非等间隔采样的干涉信号进行了光谱复原处理，复原结果与光谱仪的测量结果基本一致。理论仿真和实验结果均表明，采用FGG法能够有效实现非线性光谱复原。

画幅式多光谱成像技术能够同时获取多波段光谱图像数据，在材料分析及环境监控等领域有广泛应用。采用一种基于光场成像的画幅式多光谱成像方法，利用二次成像的方法将由光场成像系统获取的多光谱图像转接成像到探测器光敏面，不需微透镜阵列与探测器光敏面直接接触，避免了对探测器的损坏，同时降低了系统安装调节的难度。此外，研究了不同通道光谱信息混叠的影响因素，采用像素灰度匹配的方法获取各通道像点的矢量坐标，实现光谱通道信息的提取。在不同光强条件下对灰度进行平场校正，获取各光谱通道的归一化通光率，用以校正通道灰度误差。搭建了实验装置，对室内目标进行多光谱瞬时探测，获取了较为清晰的多光谱图像。

干涉型高光谱成像技术可以探测目标的空间信息以及光谱特性，在生物医学、材料分析、食品安全和文物考古等领域发挥着重要作用。基于对称楔形干涉腔的高光谱成像方法为光谱探测提供了一种新的技术途径，通过分析系统的干涉原理和工作方式，研究其光谱复原方法。提出干涉图像的校正补偿算法，较好地消除了像面暗斑对光谱复原的影响。针对系统整体推扫的工作方式，研究了基于局部相位相关的快速亚像素图像配准算法，能准确提取目标点干涉数据。对系统光谱传递矩阵进行讨论，提出基于矩阵反演的光谱复原方法。研制原理样机，对场景目标进行光谱成像实验，得到了初步的复原结果。

高光谱成像技术在众多领域中具有广泛的应用潜力,仪器的轻小型化能够助力该技术的推广.为探索新的干涉高光谱成像技术方案,研究了一种新型的基于对称楔形干涉腔的高光谱成像方法.通过在成像系统中加入对称楔形干涉器,实现干涉光程差与视场角的关联调制.通过分析系统的工作原理,设计了系统的干涉成像光路模型,并对干涉腔楔角、反射率、成像物镜等主要参数和成像推扫方式进行了讨论分析,采用Zemax光学设计软件对干涉成像光路进行了仿真研究.研制了原理样机,对激光光源和实际场景目标进行了光谱成像实验,得到了较好的实验结果.研究表明,该高光谱成像方法不仅具有高光通量、高光谱分辨率的优点,而且能够有效实现仪器的轻小型化.

为改善宽面940 nm半导体激光二极管(LD)的输出功率及光电转换效率(WPE)，设计并制作了一种包含梯度渐变折射率(GRIN)结构的新型量子阱激光器。通过二维自洽软件模拟计算了新结构激光器与传统分别限制结构(SCH)激光器的能带结构，结果表明新的激光器结构能够显著消除各异质结间的过渡势垒。通过低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)的方法生长了高质量激光器外延材料。制成后的100 μm条宽、 2000 μm腔长的激光器器件在室温25 ℃下经过连续(CW)电流测试发现，梯度渐变折射率结构激光器较分别限制结构激光器在10 A电流下电压约低0.07 V。通过结构与生长优化，激光器内吸收系数从0.52 cm-1降至0.43 cm-1，最大光电转换效率由69%提升至76%。最终制成的940 nm半导体激光器器件室温25 ℃下输出功率10.0 W(10 A电流时)，斜率效率高达1.24 W/A。

复杂背景下的弱小目标检测是空间监视和远程预警中的关键技术之一.针对这一难点问题,提出了一种新的基于自适应序贯岭回归背景抑制算法的目标检测算法.首先,利用岭回归估计原理,建立了自适应序贯岭回归估计算法.然后,利用图像背景空间域的相关性建立了基于序贯岭回归的图像背景抑制算法,并采用双向扫描更新方式加快算法收敛速度.该抑制算法能根据像素邻域灰度自适应调整加权参数.最后,在该抑制算法基础上,结合阈值化技术形成了一种新的弱小目标检测方法.实验证明,该算法能增强目标信噪比和对比度,有效检测到信噪比大于2的弱小目标.