研究集成学习方法在有机物红外光谱定量分析中的应用及特征波长选取方法对红外光谱集成学习建模效率和预测精度的影响。 以柴油红外光谱的十六烷和总芳香烃含量为研究对象, 首先采用极端随机森林(ERT)、 线性核支持向量机(LinearSVM)、 径向基核支持向量机(RBFSVM)和多项式核支持向量机(polySVM)作为基学习器, LinearSVM作为元学习器建立两层Stacking集成学习框架, 分析比较单个基学习器与集成学习对柴油红外光谱的定量回归预测精度, 与偏最小二乘(PLS)定量回归模型相比, Stacking集成学习模型对柴油光谱的两种有机物含量的预测精度均有提升, 其中十六烷含量的ERT模型预测结果最优(r=0.848, RMSEP=1.603, RDP=2.627), 总芳香烃含量的Stacking模型预测结果最优(r=0.991, RMSEP=0.526, RDP=9.243); 进一步利用组合偏最小二乘(SiPLS)和连续投影算法(SPA)对红外光谱进行特征波长选取, 利用优选出的红外光谱特征波长建立集成学习定量回归模型, 其中十六烷含量的SiPLS-ERT模型预测结果最优(r=0.893, RMSEP=1.013, RDP=3.051), 芳香烃含量的SiPLS-Stacking模型预测结果最优(r=0.998, RMSEP=0.354, RDP=11.475), 且模型平均训练时间较全光谱训练时间减少50%以上, 建模速度明显提高。 研究结果表明, 特征波长结合集成学习定量回归建模能够用于有机物红外光谱的定量分析中, 与传统定量回归方法相比, 该方法的建模效率和预测精度均有较大提高, 为进一步研究机器学习在光谱定量分析中的应用提供相关方法支持。

针对弹性光网络的频谱碎片问题，提出了一种最大化业务承载力的碎片感知路由与频谱分配算法。在路由阶段利用K最短路由算法为业务请求离线计算K条跳数最短的备选路径，在频谱分配阶段考虑到达业务请求以及已建立业务连接的持续时间等因素，对空闲频谱块（SB）的业务承载力进行评估，并从所选路径的可用SB中挑选建立光路后关联路径中空闲资源业务承载力最大的方案建立业务连接。仿真结果表明，该算法可以降低带宽阻塞率和链路平均碎片率，同时提高资源利用率。

为了解决软件定义弹性光网络(SD-EON)中的持续时间感知路由与频谱分配(HTA-RSA)问题,结合多径路由(MPR)、流量疏导(TG)和自适应调制(AM)建立了以最小化频谱资源占用为优化目标的整数线性规划模型,并提出了一种基于TG的持续时间感知多径路由与频谱分配(HMRSA-TG)算法。针对立即分配(IR)和预约分配(AR)两种业务,先利用单径单业务分配方式建立业务连接;若不成功,则利用单径多子业务分配方式;若仍然不成功,则尝试多径多子业务分配方式。为了最小化频谱资源占用和尽快释放频谱资源,在建立业务连接时,优先选择占用频谱资源最少的分配方式。当占用频谱资源相同时,优先选择占用时隙总和最小的分配方式。仿真结果表明,本算法可以降低阻塞率和提高频谱利用率。

针对光纤无线网络已有动态带宽分配算法时延较大、信道利用率较低的问题, 提出一种低延迟分布式动态带宽分配算法。该算法每个轮询周期包含无线请求报告和上行数据传输两个子周期, 可在无线信道和上行信道并行进行。无线请求报告子周期采用双向轮询方式, 而且节点回传Gate帧与上传数据也并行进行。仿真结果表明: 该算法可降低数据包平均时延和节点平均队列长度, 提高上行信道利用率。

为了提高弹性光网络(EON)的频谱利用率, 提出一种基于自适应调制的碎片感知共享通路保护算法。该算法利用频谱块承载权重(SBBW)衡量不同频谱块接纳业务的能力, 优先选择SBBW大的链路构成候选工作路径, 并利用分配前、后SBBW差值最小的频谱块建立工作路径。然后选择可用频谱块和保护频谱块承载能力大的链路构成候选保护路径, 建立保护路径时优先使用分配前、后SBBW差值最小的保护频谱块, 建立失败时才选择分配前、后SBBW差值最小的可用频谱块。仿真结果表明: 该算法可以降低带宽阻塞率、频谱碎片率和备用容量冗余。

针对102 cm固态体积式真三维立体显示器的亮度要求, 设计了基于UHP光源的四灯投影光源系统, 并通过复眼均光系统实现均匀照明。仿真结果表明, 光源系统总的光通量为50 009 lm, 为理论计算值的1.21倍, 且光斑均匀性达到86%。完成102 cm固态体积式真三维立体显示器的装配、测试, 测得屏前静态全白场亮度138 nit, 图像立体感较强, 无明显分层现象。仿真和样机测试结果均表明, 设计满足102 cm固态体积式真三维显示的亮度要求。

为了提高固态体积式真三维立体显示器的显示亮度, 根据方棒照明系统的特点, 设计了一种基于直流驱动、平行光出射的双灯照明系统。该设计根据光学扩展量守恒原理, 提出了一种通过延长投影光源汇聚距离的方法以实现双灯照明。通过光学仿真分析, 对设计的双灯方棒照明系统进行优化, 提高方棒照明系统的光能利用率和照明均匀性。搭建实际系统, 并进行了测试。测试结果表明: 采用双灯直流汞灯照明后, 2层散射态光阀后的成像亮度为41 711 cd/m2, 是单灯的1.4倍, 有效提高了固态体积式真三维显示器的成像质量。

对富碲液相外延As掺杂碲镉汞(HgCdTe)材料的研究发现，其电学性能存在着不稳定性，材料霍尔参数的实验数据与均匀材料的理论计算结果也不能很好的吻合.通过采用剥层变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)测试对材料纵向均匀性进行检测的结果显示，外延材料中的As在高温富汞激活退火过程中具有向材料表面扩散的效应，导致在表面形成了高于主体层浓度1~2个量级的高浓度表面层，并导致了AsTe受主的浓度在HgCdTe薄膜中呈非均匀分布.考虑这一效应并采用双层模型的霍尔参数计算方法后，As掺杂HgCdTe液相外延材料的电学行为得到了较好的解释，并较为准确地获得了退火后材料表面层与主体层的受主浓度及受主能级等电学参数.

As掺杂HgCdTe薄膜材料在研制高工作温度(HOT)红外探测器方面有着特殊的用途, 能够有效抑制高温下产生的复合电流。富Te液相外延中As的分凝系数非常低, 故掺杂原子数分数也很低, 约为1015 cm-3。虽然, 富Te液相外延下生长的As无法占据Te位成为AsTe受主, 但是, 通过富Hg高温热处理, 这些As原子能够激活成为AsTe受主。通过富Te液相外延(LPE)技术, 制备了As掺杂HgCdTe薄膜材料, 通过后期富Hg高温热退火(400 ℃), 成功获得低掺杂原子数分数P型As掺杂HgCdTe薄膜材料。通过二次离子质谱(SIMS)确定掺杂原子数分数。利用变温霍尔测试(10～300 K)测量了材料的霍尔效应及相应电阻率, 获得了As掺杂HgCdTe薄膜材料的基本电学性质。

研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中, 提出了一种方法以检查外延前(Hg1-x Cd x ) 1-y Te y 母液的均匀性.并且, 通过减小生长腔体中的自由空间, 对气体的对流和汞回流进行了抑制, 及通过改进 工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后, 实现了 碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性, 所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了 ±0.005, 厚度控制能力达到 了±5μm , 40×30mm 2 外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10 -3 , 同生长批次材料片与片之间的组 分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上, 表面起伏小于1μm.经热处理后, 中波汞空位p型材料在 77K下具有较高的空穴迁移率.另外, 和水平推舟技术相比, 垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能 材料方面具有明显的优势, 这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都 具有重要的意义.