设计了一种基于双十字结构的多谐振峰太赫兹超材料传感器。整体结构由表面金属图案、中间介质和底面金属板组成。基本单元的表面图案呈双十字交叉状，介质材料为聚酰亚胺(Polyimide)。仿真结果表明，所提出的结构具有5个不同的谐振吸收峰，吸收率均超过90%。前3个谐振峰分别对应单元结构内部不同区域形成的基本磁谐振，后2个谐振峰则来源于单元结构间的相互作用。当传感器表面覆盖15μm厚的分析物时，该传感器各个谐振峰的灵敏度分别为72，137，234，353和252GHz/RIU，且谐振峰偏移量与待测分析物折射率变化量呈较强的线性关系，具有优越的传感特性。此外，多峰传感器稳定性优于传统的单峰或双峰传感器，具有良好的抗干扰能力，有助于降低测量误差。所提出的这种高灵敏度多谐振峰传感器在微量分子检测领域具有广阔的应用前景。

提出了一种偏振可调的太赫兹光电导天线, 其结构由四个弧形金属电极、低温砷化镓衬底和氮化硅抗反射涂层构成。通过对光电导天线的工作原理分析, 可以发现弧形金属电极结构决定天线的辐射偏振, 且衬底的载流子迁移率、载流子寿命和衬底材料对激光的吸收直接影响天线的辐射特性。利用COMSOL软件对该光电导天线进行建模仿真, 其结果表明该光电导天线可以在45°方向倍增地辐射线偏振太赫兹波, 且辐射强度相较于常规光电导天线提高了30%, 辐射带宽高达10THz。所设计太赫兹光电导天线具有偏振可调、结构简单和易于加工等特点, 在太赫兹光谱检测领域具有广阔的应用前景。

设计了一款可用于检测材料折射率及厚度的双开口环型太赫兹超材料传感器, 其结构由双开口方环与圆环嵌套的超材料结构和聚酰亚胺衬底两部分构成。当太赫兹波垂直入射超材料表面时, 该传感器结构在0.8~1.8THz范围内形成三个高Q值谐振峰（中心频率分别为f1, f2和f3）。通过探讨超材料结构表面电流分布与三个谐振峰形成的关系, 观察到超材料结构对入射太赫兹波的不同响应特性导致产生不同的表面电流分布。此外, 还对该传感器在折射率传感和厚度传感方面的应用进行了探究。在待测物厚度一定的情况下, 该传感器在谐振频率f1, f2和f3处的传感灵敏度分别可达170, 103和119GHz/RIU, 均具有优越的传感特性, 可利用其多谐振峰进行高灵敏度折射率传感。这种高灵敏度的多谐振峰折射率传感器可以检测到待测分析物的微小变化, 在生物化学检测领域具有广阔的应用前景。

对月辐射定标是遥感卫星星上定标重要的手段之一,而对月辐射定标的首个关键问题是选取合适的观测时机。提出了一种适用于面阵相机的对月观测快速预报模型,首先通过固定时间步长确定时间窗口的分布范围,随后选取月球在卫星视场方向上的投影圆上的若干等距离的散点,精确判断月球与卫星视场的几何关系,并采用斐波那契搜索法快速计算月球进入、离开相机视场的时间窗口。仿真实验结果表明,所提模型与传统的跟踪传播算法相比,计算量降低,时间性能提高,预报结果更准确。所提方法与Satellite Tool Kit(STK)方法在可视性计算准确度上的平均偏差为亚秒级。

提出了一款基于超材料的太赫兹幅度调制器,其结构由开口“弓”形超材料结构、高电子迁移率晶体管、斜十字馈线和碳化硅衬底四部分构成。“弓”形超材料结构开口处的连通和断开两种状态将对通过该结构的太赫兹波产生不同的响应。在开口处添加高电子迁移率晶体管可模拟开口连通和断开的效果。当对晶体管上的栅极不施加偏压时,超材料结构开口相当于导通,对太赫兹波透射系数高; 当对晶体管上的栅极施加偏压时,超材料结构开口相当于断开,对太赫兹波透射系数低。仿真结果表明,在0.22THz处,对晶体管栅极不施加偏压时,调制器的透射系数为0.579; 对晶体管栅极施加偏压时,调制器的透射系数为0.040。通过公式计算得到其调制深度为93%,而且对x和y极化入射波具有不敏感的特性。同时,通过分析0.22THz处的电场分布和表面电流分布研究了该太赫兹调制器的工作原理。所设计的太赫兹调制器具有调制深度高、结构简单和易于加工等特点,在太赫兹通信领域具有广阔的应用前景。

分析了煤矿工作面可见光通信系统模型,设计了两种工作面通信空间发光二极管(LED)光源分布优化方法,可分别实现每个LED光源在空间顶部的二维位置的优化,以及每个LED光源二维位置及其功率分配权值的协同优化。应用烟花算法,设置接收平面的信噪比(SNR)因子作为群体优化算法的目标函数,并作为衡量接收平面信号均匀性的指标。研究结果表明,两种优化方法得到的接收平面信号SNR因子比等功率均匀阵列光源分布的SNR因子分别降低了16.6%和24.6%,明显改善了接收信号SNR波动,提高了信号均匀性,保证了不同用户之间的同等通信质量。

介绍了背光源顶白不良，探讨了顶白的形成机理。研究发现表面光滑反射片对导光板网点间留白区域的挤压是产生顶白的根本原因。由此提出通过改善背板局部凸起高度和增加反射片粗糙度来改善顶白。结果表明：顶白发生率随背板局部凸起高度降低和反射片表面粗糙度增加而明显降低。控制模具凸棱厚度可调整回压量，进而降低背板局部凸起高度。模具凸棱厚度为0.05 mm时，背板局部凸起高度均值由无回压时的0.21 mm降低至0.11 mm，加速试验条件下对应顶白发生率由50%降低至18.7%；涂布不同大小粒子可调整反射片表面粗糙度。当反射片涂布Bead粒子径为40 μm，对应粗糙度为6.29 μm时，并搭配段差回压后背板，改善后背光源在加速试验条件下无顶白发生。同时，经光学、老化及振动测试，改善后背光源未发现其它相关不良。

传统的火点检测算法通常利用高温地物在中红外波段或热红外波段的高发射率特性来提取火点, 然而受制于影像空间分辨率的限制如MODIS、AVHRR等, 使得很多小规模火情现象被漏检.研究发现短波红外数据也同样能被用于高温地物的识别和检测, 并且相较于热红外波段数据对低温和高温地物的区分度更大, 在精确识别和定位高温目标方面更加准确.文章利用空间分辨率为30米的Landsat-8 OLI传感器数据, 根据高温火点在近红外及短波红外波段的波谱特性, 利用改进的归一化燃烧指数(NBRS)结果自适应地确定阈值来提取疑似火点, 然后再利用高温火点在短波红外的峰值关系进行误检点剔除, 从而得到最终的火点产品.提出的算法能检测到所占像元面积10%左右的火点, 并能够有效地排除云层及建筑物的干扰, 在保证较低漏检率的同时还能达到90%左右的准确率, 相比于传统算法的火点提取精度有很大的提高.

由于在双盘式渐开线测量仪中，基圆盘与导轨间的滑移是影响测量精度的重要因素，而有效控制轮轨间的摩擦力可解决基圆盘滑移，本文分别采用传动绳与传动带驱动基圆盘滚动，分析了在不同测量力情况下基圆盘与导轨间的摩擦力及其对滑移的影响。结果显示，当采用传动绳驱动测量力为0.7 N及采用传动带驱动测量力为0.2 N，基圆盘顺时针转动测量渐开线时，轮轨间的摩擦力分别为0.02 N与0.07 N，此时基圆盘滑移对渐开线测量影响可以忽略。另外，增加基圆盘组件的配重也能够有效减小基圆盘滑移，此时基圆盘顺时针与逆时针转动测得的渐开线齿形的差异为0.06 μm。

为建立超精密磨齿工艺的科学原理与技术框架, 以研制ISO 1328-1∶1995中1级精度的基准标准齿轮为目标, 研究了超精密齿轮磨齿工艺原理与方法。首先, 依据渐开线齿轮最佳成型原理, 考虑机床关键元部件易精化及结构刚度高的特点, 选择Y7125型大平面砂轮磨齿机为工具机。然后, 从齿坯工艺与基准修复、机床参数的优化调整及科学的磨齿操作等方面对超精密磨齿工艺进行了探讨与研究。最后, 通过磨齿实验研制出了m2和m4一级精度的基准标准齿轮。该项工艺的研究对我国齿轮制造技术与水平的全面提升具有指导作用。