基于铌酸锂(LiNbO3)结构研制了一种采用马赫-曾德尔干涉仪与领结天线的、可用于纳秒强电磁脉冲测量的高精度电场传感器。通过实验对传感器性能进行了验证, 结果表明: 该传感器在对纳秒电磁脉冲上升时间、下降时间与脉冲宽度的测量中, 最大误差分别仅为3.9%、4.3%与0.3%, 测量数据线性度达到0.9991, 最小/最大可测电场强度分别达到3kV/m和50kV/m。

明确植被叶片反射率对生化参数敏感程度是遥感定量反演生化参数含量的前提。 本文以不同健康状态下的云南松针叶光谱为例, 基于查找表法（LUT）对针叶光谱模型LIBERTY的叶绿素和水分吸收系数进行了标定。 提出了一种新的光谱合成方法和枯黄指数YI, 解决LIBERTY模型不能有效拟合严重受害程度的云南松针叶反射光谱曲线的问题。 并应用EFAST全局敏感性分析方法, 利用标定后的LIBERTY模型定量分析了不同受害程度的针叶生化参数敏感性变化。 结果表明: (1) 标定后的LIBERTY模型能有效拟合健康针叶光谱（R2=0.999, RMSE<0.01）、 轻度（R2=0.991, RMSE<0.02）和中度受害针叶光谱（R2=0.992, RMSE<0.03）; 但是严重受害针叶光谱模拟能力很差（R2=0.803, RMSE>0.1）。 (2) 新光谱合成方法能有效拟合严重受害光谱（R2=0.991, RMSE<0.03）; 枯黄指数（YI）能够定量分析受害程度。 (3) 随着受害程度加深, 针叶反射率对叶绿素、 水分参数敏感度降低, 而基吸收、 白化吸收等参数敏感度增大, 且存在敏感波段。 如在505～565和705～850 nm范围白化吸收对针叶反射率作用明显; 对于严重受害针叶, 除了叶绿素之外白化吸收对可见光区针叶反射率影响也非常显著; 通过引入白化吸收先验知识, 发现如果能进一步确定白化吸收情况, 能够提高严重受害针叶叶绿素反演的精度。

针对风洞内视觉测量视场较大, 测量物体较近以及图像畸变过大等导致的标定精度低, 标定物成本高等问题, 提出了一种基于复合式靶标分区域分约束近景大视场相机标定方法。该方法利用一维标定架与二维标定平面构造的复合式靶标充满测量视场将测量视场划分区域, 针对不同参照物信息采用分约束的方式完成整个视场的分区域准确标定, 重建时针对感兴趣特征所处图像不同区域选取不同像机内外参数与畸变系数进行3D重建, 完成基于复合式靶标的三维信息求取。最后, 针对所提出的标定方法进行了标定精度对比以及验证实验。实验结果表明: 内区域标定均方根误差为0.165, 外区域标定均方根误差为0.276, 标定精度高, 满足了测量精度要求。

将差分吸收光谱法（DOAS）应用于NH3浓度反演。在传统的DOAS算法基础上，研究遗传算法、小波变换和卡尔曼滤波三种算法对低浓度NH3反演精度的影响。研究结果表明，对于信噪比较低的NH3吸收光谱信号，三种算法都具有良好的去噪能力。在NH3浓度低于7.6 mg/m3的情况下，三种算法的反演精度相对于传统的DOAS算法明显提高。其中传统的多项式滤波法结合卡尔曼滤波法差分吸光度残差标准差为0.1341%，峰峰值为0.6132%，反演精度最高，误差在±0.3%以内。

设计了一种工作在W波段的振荡器。采用宽高比值为2的薄矩形电子注降低空间电荷效应，周期耦合腔慢波线作为高频结构以增加功率容量，阶梯渐变矩形波导作为输出结构，使输出结构与高频结构匹配连接减少反射。利用三维PIC粒子模拟程序进行数值模拟，分析慢波结构的周期数及周期长度对输出功率、频率及效率的影响。结果表明: 当阴极电压为13.0~16.1 kV时，谐振腔能正常工作; 谐振腔周期数为9，阴极电压为15.7 kV时输出功率和转换效率最大，输出峰值功率大于1.9 kW，平均功率为980 W，频率为91.6 GHz，转换效率达25%，输出频率随谐振腔周期长度的减小而增大。

根据多频外差原理推导了三频光栅条纹解包裹的过程, 获取了光栅条纹的绝对相位值。同时, 为了减小误差, 提高测量精度, 提出了一种相位修正的方法, 比较了相位修正前后的相位图, 表明该方法能够非常有效地去除相位误差。通过将修正后的绝对相位值作为匹配的一个特征量, 利用机器视觉中双目立体视觉的方法求取物体的三维特征。实验证实了该方法的可行性, 并得到良好的测量结果。

以辽宁海州煤矿露天排土场为研究对象,分析了地表土壤光谱特征以及反射光谱与地表土壤参数的相关性。土壤反射光谱分析结果表明:不同排土年限光谱反射率随排土年限的增长而降低;不同土质中灰土和混合土的水分吸收谷表征不明显,红壤土、黄土和红砂土光谱反射率以红壤土为最高,以下依次为黄土和红砂土。土壤反射光谱与土壤参数相关性分析结果表明:有机质含量与反射光谱相关性最高处的相关系数为-0.76,其他参数与反射光谱相关系数较低。建立土壤有机质含量预测模型(建模R=0.7374,模型检验R=0.6824)满足检测要求。分析了1910和1943nm 处光谱反射率与土壤含水量之间的关系,结果表明由于排土场土壤的多样性和复杂性,土壤全样本光谱反射率与土壤含水量之间呈非线性相关,分别依年代、土质分组后,土壤光谱反射率与土壤含水量均呈线性相关。

通过构建适合于硬件电路实现的读出信道数学模型以及对光存储系统中存在的噪声、抖晃和扰动的分析，在FPGA(Field programmable gate array)硬件平台上，实现了对任意二阶至四阶记录光盘读出RF(Radio frequency)信号的模拟实时连续输出。在信道模拟的硬件算法设计中，采用了四倍频的方法和基于ROM(Read－only memory)查找表的方法实现了100Mbit高速情况下的卷积运算。设计结果得到了逼真的网眼图，验证了模型的正确性，且已作为光盘系统后续信号处理模块的信源，加快了光盘系统研制开发的步伐。