理论模拟仿真了基于变形镜与随机并行梯度下降(SPGD)算法的无波前探测自适应光学系统(AOS)。为提高基于SPGD算法的无波前探测AOS的收敛速度,在不降低精度的前提下,对SPGD算法中关键参数随机扰动幅值和增益系数的关系进行了优化。实验发现, AOS存在参数优选区域,且与初始畸变大小有关。进行了理论验证并与模拟退火算法进行了比较,结果表明,SPGD算法收敛精度比模拟退火算法高6.32%,具有更好的收敛速度。

温度起伏会对液晶器件的相位调制特性、响应速度有影响，从而影响自适应光学系统中的液晶波前校正器的相位调制精度。针对该问题，本文研究了温度对 512×512 像素的硅基液晶波前校正器（LCOS）的LUT（look-up table）的影响，正是由于LUT的变化导致其相位调制特性不同；实验测量了不同温度下LCOS的时间和相位响应特性，由此计算了对应的LUT，利用最小二乘拟合方法对得到的数据进行拟合，给出了16~26 ℃范围内的关系式，利用此关系式可以获得该温度范围内不同温度下合理的LUT。我们在LCOS上施加闪耀光栅灰度图后，对不同LUT下入射光束的衍射效率分别进行测量，结果表明我们利用关系式内对应温度下的LUT取代LCOS中固定值的LUT方法可以克服温度的起伏带来的影响，提高LCOS的相位调制能力。本方法对于液晶器件在自适应光学、显示等领域的应用也有帮助。

为了实现对中国白酒品牌的有效鉴别，在比较了不同品牌白酒三维荧光光谱特性的基础上，采用平行因子方法(PARAFAC)结合遗传算法(GA)获得训练样本和测试样本的浓度得分。同时利用支持向量机(SVM)方法建立中国白酒的鉴别模型，预测准确率为97.5%。PARAFAC 分解得到的三个组分的浓度得分，在一定程度上反映了品牌之间的差异。PARAFAC与GA算法的有效结合为未知样本的鉴别提供了一种快速准确的方法。研究结果表明，PARAFAC-GASVM的鉴别模型具有更强的预测能力，该方法能够有效提取白酒的特征光谱信息，同时又大大降低了SVM 输入变量的维数。研究结果为中国白酒的鉴别提供了一种新的思路。

以某清香型白酒为研究对象, 将三维荧光光谱技术与平行因子分析方法(parallel factor analysis, PARAFAC)、 BP神经网络结合, 建立清香型白酒年份鉴别模型。 首先, 利用FLS920全功能型荧光光谱仪测量获得不同年份白酒的三维荧光光谱数据, 对激发发射三维矩阵进行三线性分解, 得到四个主成分对应的浓度得分和激发-发射光谱轮廓图。 将这4个浓度得分作为BP神经网络的输入, 建立10, 20和30年份白酒的鉴别模型。 随机选取每个年份的10个样本, 共30个样本组成测试集, 剩余的90个白酒样本组成训练集建立训练模型。 据此对未知样品进行预测, 其预测正确率分别为90%, 100%和100%。 同时将该方法与多维偏最小二乘判别分析法(multi-way partial least squares discriminant analysis, NPLS-DA)进行了比较。 研究结果表明: 平行因子结合神经网络的判别模型具有更强的预测能力, 该方法能够有效提取年份白酒的特征光谱信息, 同时又降低了神经网络输入变量的维数, 取得较好的鉴别效果。

应用英国Edinburgh公司生产的FLS920P荧光光谱仪实验测定了诱惑红、 日落黄和亮蓝三种合成食品色素混合溶液的三维荧光光谱, 将荧光光谱数据应用化学计量学中的平行因子分析(PARAFAC)和交替三线性分解(ATLD)二阶校正算法进行计算处理, 对混合合成食品色素溶液中各组分进行了定性和定量检测。 应用核一致诊断法, 确定主成分数为3。 PARAFAC算法解析后的回收率分别为98.75%±8.9%, 97.22%±2.9%和99.00%±2.9%, ATLD算法解析后的回收率分别为99.78%±5.9%, 92.52%±5.5%和97.23%±5.8%。 结果表明, 两种方法都可以用于三个组分的直接快速测定, PARAFAC算法更稳定, 更具优势。

针对激光二极管阵列提出了“组合模”概念，计算了组合模的远场分布.每个组合模在远场的空间分布呈双瓣结构.基于激光二极管阵列组合模的远场分布特征，设计了离轴外腔反馈的激光二极管阵列.运用此装置所获得激光二极管阵列的远场分布有了明显变化.与自由运转的激光二极管阵列相比，离轴外腔反馈的激光二极管阵列远场宽度减少了4.3倍.在抽运电流为16 A时，测得输出激光的功率1.82 W，这相当于相同电流下自由运转激光器输出功率的79%.组合模理论不仅可以用来指导设计一维离轴外腔反馈激光二极管阵列，而且也可以用于设计二维离轴外腔反馈激光二极管阵列.二维离轴外腔反馈激光二极管阵列可以产生高功率，高光束质量输出的激光.

设计了一种光学系统，用于发光二极管（LED）光源准直，并通过TracePro软件仿真进行了验证。该系统采取了折射和反射式自由曲面的组合，使LED光源的发散角从70°减少到约4°，效率在约85%，系统的高度为7.65 mm，口径为8.73 mm。分析了折射和反射的最佳分界角区域是41°～45°，最佳分角比例因子是0.4～0.5。

设计了一款折叠式微型数码镜头。该镜头的 F数为 3，视场角为 52°，总长度为 6.67 mm。该系统具有良好的成像品质。子午和弧矢 MTF曲线在 0.73视场、空间频率为 285 lp/mm值大于 0.3，系统的畸变约为 -1.3%，该系统在最大视场处的相对照度约为 70%左右，横向色差在 0.9视场附近最大，约为 0.42 μm，小于单个像素的尺寸。

以 ZnSe为基底设计了一种宽带红外分束镜, 透射和反射比为 50/50, 工作波长可达到 3～13 μm, 工艺实现采用了电子束蒸发物理气相沉积的方法, 薄膜材料仅含有 ZnSe和 Ge。利用了 Spectrum GX红外傅立叶变换光谱仪对该分束镜的透过率进行测量, 测试结果表明该分束镜的平均透过率约为 50%, 具有宽带的分束特性, 与设计结果基本相符。环境测试表明：薄膜具有良好的稳定性和牢固度。该分束器可以应用于可靠性要求比较高的环境中。