贮存寿命是长使用周期、高可靠性产品的重要考核指标之一。为评估某型加速度开关的贮存寿命, 该文采用温度应力四量级水平恒定应力加速试验方法研究了加速度开关的退化过程, 并将阿伦尼斯加速模型与漂移布朗运动相结合, 建立了产品的可靠性模型。最后采用极大似然和最小二乘法对试验数据进行了拟合分析。结果表明, 某型加速度开关在100 ℃的加速量级下, 其等效贮存年限可达33年, 满足产品有效贮存期的要求。

在现有研究中,通常采用无记忆效应的马尔可夫过程模型来描述光电设备的随机退化,忽略了其退化过程中状态之间的长期相关性。鉴于此,首先,基于非线性分数布朗运动提出了一种具有记忆效应的随机退化模型,用于描述测量误差与随机效应影响下的光电设备退化过程;在此基础上,基于弱收敛理论推导得到了首达时间意义下设备剩余寿命的近似解析式。其次,分别采用极大似然估计算法与贝叶斯推理完成了模型参数的离线估计与实时更新,进而实现剩余寿命的自适应预测。最后,将所提方法应用于GaAs激光器的性能监测数据中,实验结果表明所提方法能有效提高光电设备剩余寿命的预测精度。

提出了一种新的基于图像相关处理的图像动态光散射纳米颗粒粒度测量方法。该方法采用图像法测量纳米颗粒动态光散射空间分布信号，以很短时间间隔拍摄两幅动态光散射信号空间分布图，再用二维相关算法对这两幅图像进行处理，获得对应衰减时刻的相关系数，根据相应衰减时刻的粒径-相关系数曲线求得纳米颗粒的粒度。与传统动态光散射测量方法相比，将测量时间从百秒级缩短到微秒级，数据处理时间也缩短到毫秒级。对79、482和948 nm 三种不同粒径的标准颗粒进行实验，测量结果误差小于7％，可以实现纳米颗粒粒度测量的实时在线。

采用四象限探测器和功率谱密度法，搭建了一套快速标定光镊三维光阱刚度的测量系统.实验中，用四象限探测器记录微粒做受限布朗运动时的位置信息，用功率谱密度法标定光阱刚度，测得了直径0.97 μm SiO2小球和直径1 μm PMMA小球的光阱刚度与激光功率的关系.结果表明：对于SiO2小球，当激光功率为50~120 mW时，光阱刚度与激光功率成正比；对于PMMA小球，当激光功率为80~130 mW时，光阱刚度与激光功率成正比.该光镊系统可用于生物、物理等微观领域研究的高准确度测力系统.

将模拟的分形布朗运动信号叠加在理想的温度斜坡结构信号上,运用条件采样技术以及Donoho和Johnstone阈值 方法成功地将斜坡(ramp)信号识别和分离。并将这一方法 运用到实际大气温度测量数据中。分析表明,实际大气存在温度斜坡结构,周期约为30 s。在不同稳定度条件下其 斜坡结构形状有差异。小波变换可有效地识别 温度斜坡结构。

在应用光镊测量微米粒子或生物大分子之间力学特性之前,必须对光镊的光阱刚度进行精确标定,选择精确的标定方法对测量的准确性起着决定作用。采用Monte-Carlo方法,模拟了光阱中的一个粒子在5 s时间内其位移随时间变化的信号序列,模拟采样频率为105 Hz。基于不同程度噪声和光阱偏移量条件下的模拟实验数据,用三种热驱动力分析法对光阱刚度进行标定。结果表明,三种方法的理想误差均小于2.5%;将粒子位移序列的坐标减去其平均值后得到新的位移序列,然后进行刚度标定,可以消除光阱偏移引入的误差;均方位移法比功率谱法和玻尔兹曼分布法具有更好的抗噪声干扰能力。

激光大气传输湍流效应是制约合成孔径激光雷达高质量成像的重要因素之一,对大气湍 流统计特性进行了研究,建立了大气湍流随机相位屏分形模型,使用随机中点位移法进行模 拟,分别产生了符合Kolmogorov及non-Kolmogorov统计规律的湍流相位屏。通过计算模拟 相位屏的相位结构函数,与理论值比对,验证模拟相位屏的准确性,并与现有的谱反演法 和结构函数法进行了对比,分析了各自的优缺点。结果表明,基于分形方法产生的相位屏与理论值更加接近,效果良好。

图像的边缘提取在计算机视觉系统的初级处理中具有关键作用，但目前仍是“瓶颈”问题。本文主要针对复杂背景下的目标边缘检测问题，提出了一种新的基于分形特征参数的目标边缘检测方法。算法基于分数布朗运动的方差性质提出一种改进的分形维数及其截距特征参数的计算方法，进而将该分形维数与截距特征参数相结合，提出了一种基于分形特征参数的边缘检测算法。实验表明，算法可以有效地实现目标边缘检测，同时算法的运算效率得到提高。

研究和分析了激光雷达目标回波与杂波背景的分形特性, 以分数布朗运动(FBM)数学模型为基础, 通过对不同信噪比(SNR)激光雷达回波的分析, 初步证明了激光雷达回波具有布朗运动的特征。针对激光雷达杂波数据具有布朗运动的增量统计自相似性, 激光雷达杂波能与分数布朗运动较好地匹配, 因此可以采用布朗运动模型对激光雷达回波数据进行分析处理。当信噪比比较低时, 杂波和含有目标的回波信号的分形维数比较接近, 发生重叠, 单靠单一的分形维数无法检测出目标。针对这一问题, 分析杂波和目标信号在不同尺度上的分形维数, 提出基于不同尺度分形维数的变化特征进行目标检测的算法, 即基于多尺度分形维数的目标检测算法。理论分析和实验结果表明该方法具有较高的可靠性和准确性。

提出了一种利用光镊技术测量液相体系内微区温度的方法,它借助光镊将微小粒子控制在液体中的确定位置处,观测粒子在其中的布朗运动,并由此确定该处的温度。用该方法测量了纯水和一组不同浓度的乙醇水溶液的微区温度,其结果与通常所用测温方法一致,证明了本方法的可行性。进一步分析了该方法的测量精度,得到空间分辨率为10 μm×10 μm×5 μm,时间分辨率有望达到2 s。该方法解决了光镊技术在实际应用中经常需要对体系温度进行微区实时监测的困难。