光电跟踪系统经常会遇到各种复杂环境，如导弹尾焰、相似目标的出现等，这就导致仅仅依赖跟踪算法的优化无法解决遇到的上述问题。对多个跟踪策略进行优化研究，采用归一化相关对遮挡进行判断，并提出双波门跟踪和航迹滤波的处理算法。实验证明，经过优化改进后可以稳定跟踪复杂环境下的目标，提高了跟踪的鲁棒性。

目标跟踪系统中比较难解决的一个问题就是遮挡,当一个目标被另一个物体部分或全部遮挡时,跟踪的特性就会不完整或彻底消失,导致目标跟踪失败。为了解决这一问题,采用不变矩和归一化相关(NCC)对目标遮挡进行判断,然后采用目标位置和速度进行航迹外推,对大量外场视频进行仿真并把算法移植到硬件平台。结果表明,通过上述方法可以有效解决目标跟踪遇到的遮挡问题。

介绍了车载红外告警系统中多目标的航迹建立及目标从图像坐标到载体坐标的转换方法。系统在方位360°视场内均匀布置了6个红外传感器,天顶方向布置1个红外传感器,形成360°全半球视场。每个传感器对应1个目标检测板,系统设计有1个系统控制板,用于对目标进行坐标转换、航迹管理以及向各个检测板发送控制命令。当目标检测板完成目标检测后,便向控制板发送7个传感器中的目标信息,控制板对目标进行坐标转换使之统一于载体坐标系,在载体坐标系建立目标航迹并对航迹进行预测管理,最后通过串口向上位机输出目标在载体坐标系的位置信息并报警。实验证明,转换后的目标位置完全正确,且误差小于1°,满足系统指标要求。

介绍了一种能对场景进行稳定锁定的算法,该算法在传统场景锁定算法的基础上进行了改进。当目标进入红外(电视)摄像机视场时,首先对视频图像进行角点检测,提取出具有特征的角点,根据角点间的距离关系,对相邻两场图像的角点进行匹配得到角点对。然后根据角点对间的对应关系解算出相邻两场图像间的全局运动参数,把此参数输入到控制系统,让控制系统对锁定进行闭环,从而实现场景锁定。实验证明,对于传统匹配算法无法稳定跟踪的场景,改进后的算法能够对场景进行稳定跟踪。

利用坐标变换基本理论，建立两轴四环架结构光电系统目标坐标数据输出数学模型，重点分析了两轴四环架的机械结构误差对数据输出精度的影响，提出了该类结构加工、装配时必须控制的误差项，并对如何控制各项误差提出了具体建议。

从麦克斯韦方程出发，推导了长周期光栅耦合器在折射率、增益、损耗复合调制下完整的耦合理论模型。在此基础上，详细分析了该复合调制长周期光栅耦合器直通与交叉臂间的功率耦合和多波长滤波特性。结果表明，当增益/损耗调制与折射率调制作用相等时，复合调制长周期光栅耦合器具有单向非互易的功率耦合特性，而且随着多波长复用信号输入光纤和输入方向的不同，具有不同的上下话路滤波特性。在增益调制作用下，满足相位匹配条件的信号不仅可有效地耦合到交叉臂下话路输出，还能得到明显的放大；但当损耗调制时，直通与交叉臂中的信号功率均保持各自的初值，而且不再具备波长选择滤波能力。

基于失配光纤耦合器的波长特性，从理论上详细分析了两芯间隔d，两芯之间的失配度Δβ及耦合区长度z对其光谱特性的影响。结果表明，当Δβ和d较小时光纤耦合器可以成为梳状滤波器。Δβ主要影响梳状滤波器的消光比，z和d在两芯子匹配的情况下主要影响峰值波长位置和间隔。通过将一根两芯间隔d=12 μm的单模双芯光纤(TCF)的一个芯子熔接在两根单模光纤(SMF)之间，实验制得基于双芯光纤耦合器的全光纤型梳状滤波器，其消光比可达25 dB，插入损耗为3.1 dB。通过使用不同长度的TCF获得了不同的峰值波长间隔，并使用波长为248 nm的紫外光对其峰值波长和消光比进行了调节。

A low-cost, compact, and lossless temperature sensor based on a twin-core fiber (TCF) is demonstrated and manufactured by splicing two single-mode fibers to the ends of a TCF. The extinction ratio of the comb transmission spectrum is bigger than 15 dB, and the temperature sensitivity of the coupling angle is –0.02 rad/(oC.m) at –30–90 oC and –0.032 rad/(oC.m) at 90–175 oC. Finite element method is used to calculate the supermodes of the TCF, and the result agrees well with the experiment.

对适用于温度传感的双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪进行了研究，并通过将一根单模双芯光纤熔接在两根单模光纤之间，制得了双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪型梳状滤波器。用干涉原理分别分析了该器件传输谱的自由空间谱宽与波长、双芯光纤的长度和两纤芯间的有效折射率差的关系，实验检测了它的温度特性。结果显示，随着温度的升高，该器件的传输谱发生红移。在相同温差下，不同波长处的波长漂移值不同，短波长处波长漂移较小，长波长处波长漂移较大。在固定波长处，该器件的传输谱的波长漂移实验数据与温度变化具有较好的二次曲线关系。该器件的温度灵敏度和波长有关，不同波长处灵敏度不同；固定波长处，灵敏度与温度成正比。另外，通过对单模光纤与双芯光纤熔接处的拉锥处理，可以有效降低所制器件的插入损耗。实验制得了插入损耗约为7 dB的梳状滤波器，其体积小、制作容易、与光纤系统具有良好的匹配性，可应用于光纤温度传感。

通过将一根单模双芯光纤熔接在两根单模光纤之间，实验制得全光纤马赫曾德尔干涉仪型梳状滤波器。用干涉原理分别分析了该器件的传输谱相邻峰值的波长间隔与波长、双芯光纤的长度和两纤芯间的有效折射率差的关系。某固定波长处，相邻峰值的波长间隔与该波长的平方成正比，与双芯光纤的长度和两纤芯间的有效折射率差的乘积成反比。实验测试并分析了所制梳状滤波器的插入损耗、传输谱平坦度和消光比等特性。通过对该器件的单模光纤与双芯光纤熔接处进行拉锥处理，可以有效降低所制器件的插入损耗，实验制得插入损耗约为7 dB的梳状滤波器。传输谱最大峰值功率差可小至约1.59 dB，消光比可达约13 dB。该器件制作简单，结构紧凑，与光纤系统具有良好的匹配性。