为了研究粗糙动态海平面对折射偏振光的影响，利用Elfouhaily海浪谱和快速傅里叶变换生成随机动态海面，建立了激光跨粗糙空气-海水界面的偏振光传输模型。研究了不同风速、不同距离、不同光发散角下激光穿过空气-海水信道后的偏振特性和闪烁指数。仿真结果表明，风速越大，接收偏振度越小，相同条件下，圆偏振光偏振度远大于线偏振光；信道距离越长，偏振度越低；风速和链路距离变大时，闪烁指数也变大；当光束发散角减小时，闪烁指数变大；反之闪烁指数减小。验证了所提模型的可行性。本文研究为空气-海水光通信提供了理论依据。

压电陶瓷驱动电源是微位移系统的关键组成部分。为了满足系统对高稳定性、高精度的应用需求，该文设计了一种基于PB58高压运放的新型驱动电源，采用STM32单片机控制输入信号，接收并监控输出信号状态。采用反馈零点补偿和噪声增益补偿相结合的方式提高了放大电路的稳定性。对搭建完成后的系统进行测试分析，最终证明该电源系统具有稳定性高，响应速度快，输出功率大的特点。

柑橘是我国第一大类水果, 氮素对于柑橘的生长发育至关重要, 实时、 无损地监测柑橘氮素营养状况, 对于氮素养分精准管理具有重要意义。 植株体内的氮素可以分为营养性氮素、 结构性氮素和功能性氮素, 不同形态氮素各组分在柑橘叶片中的含量对叶片生理生化反应有一定的指示作用, 其中, 功能性氮含量是指示柑橘氮营养状况的重要指标。 以“春见”橘橙为试验材料, 分别于果实膨大期和转色期, 利用可见-近红外光谱仪测定不同施氮处理的柑橘叶片反射光谱, 并用化学分析方法测定其叶片功能性氮含量。 分析了柑橘果实膨大期和转色期叶片原始光谱和一阶微分光谱与叶片功能性氮含量的相关关系, 筛选出敏感波段, 利用全波段和敏感波段, 结合光谱植被指数法、 光谱化学计量法和机器学习方法, 构建了柑橘果实膨大期和转色期叶片功能性氮含量的无损监测模型, 并对比分析多种光谱变换和光谱预处理方法对于模型精度的影响。 结果表明, 在柑橘果实膨大期, 对全波段原始光谱进行标准正态化变换预处理, 结合反向传播神经网络构建的柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型精度较高, 其建模集决定系数R2c和验证集决定系数R2v均为0.78, 建模集均方根误差RMSEC和验证集均方根误差RMSEV均为0.82 g·kg-1; 基于敏感波段原始光谱结合随机森林构建的模型精度也较高, 其R2c和RMSEC分别为0.84和0.67 g·kg-1, R2v和RMSEV分别为0.74和0.83 g·kg-1。 在柑橘果实转色期, 对全波段原始光谱进行标准正态化变换预处理, 结合BPNN构建的柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型精度较高, 其R2c和RMSEC分别为0.77和1.04 g·kg-1, R2v和RMSEV分别为0.76和1.13 g·kg-1。 研究表明, 可以利用可见-近红外光谱技术, 实现对柑橘叶片功能性氮含量的无损监测。

提出基于 Lazy Snapping混合模拟退火算法的高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真方法, 以提升高压开关柜温度场仿真效果。该方法利用主动式红外图像传感器采集高压开关柜温度场红外图像后, 使用直方图非线性拉伸算法对其实施增强处理; 再使用 Lazy Snapping算法对增强后的高压开关柜温度场红外图像进行分割, 并通过混合遗传模拟退火算法合成二维纹理流场图像; 以该图像为基础, 使用 Image Quiltingh纹理合成算法合成高压开关柜温度场三维图像, 完成高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真过程。实验结果表明: 该方法可有效增强高压开关柜温度场红外图像, 其分割红外图像时的交并比数值接近 1.0; 可依据其生成的二维纹理流场图像生成三维图像, 温度场仿真数值最大偏差仅为 0.03℃。

针对基于蒙特卡洛的水下无线光信道仿真计算量大、计算效率低的问题，提出了利用Open MP（open multi-processing）和CUDA（compute unified device architecture）的水下无线光信道并行仿真方法。通过将计算密集型部分移植到各线程并行计算的方式提高仿真计算效率。在此基础上引入3种优化方案，通过剔除无效光子和限制高散射事件的方式，加速数据合并，减少主存显存的数据交换量，进一步提高仿真效率。对比分析了在不同水质、不同计算环境以及不同光子数和距离等条件下的加速效果。结果表明，相比于传统串行仿真，图像处理器（GPU）水下光散射并行计算方法的加速最高可达300倍；中央处理器（CPU）水下光散射计算方法的加速最高可达90倍。