针对起伏地形环境下紫外光非直视通信路径损耗大、站点选址难的问题,提出了基于数字高程模型(DEM)的紫外光非直视传输的最佳收、发仰角求解方法。依托紫外光非直视单次散射模型,研究了路径损耗与收、发仰角之间的关系。针对不同地形原始DEM数据,通过插值提高分辨率,并提出了切线传输方案。采用顺序遍历法对收、发端位置及仰角变化对通信系统路径损耗的影响进行了研究。仿真结果表明,路径损耗在[10°,80°]收、发仰角区间内为增函数。在使用反距离加权插值法提高数据分辨率后,路径损耗值相较原始数据分别降低了0.014 dB、0.043 dB和0.385 dB。当按切线传输方案布设时,通信系统路径损耗值最小,设计的仿真程序可为收、发端站点科学布设提供支持。

用搭建的微米谱域光学相干层析(SDOCT)系统对玻璃亚表面缺陷进行了深度分辨率、非接触、非破坏性测量,并用建立的单次散射模型对得到的断层图像进行计算,得到玻璃亚表面缺陷的散射系数。实验结果表明,利用散射系数可以有效区分玻璃亚表面不同深度的损伤结构。玻璃亚表面散射系数的深度分辨率测量有利于对玻璃亚表面缺陷光学特性的分析,对于精密光学元件的加工和检测具有重要意义。

采用椭球坐标系研究非直视日盲紫外光通信的单次散射模型，求解过程中要对有效散射体的体积进行复杂的数值积分并确定三组积分限。为便于分析，使用近似表达式极大简化了复杂单次散射信道模型，得出路径损耗是收发机几何结构与大气散射吸收系数的函数。对传输距离和路径损耗的仿真证明，该近似表达式与原始模型的所得结果吻合很好。利用该近似表达式，分别仿真分析了大气能见度对紫外光通信系统路径损耗和误码率的影响，仿真结果表明，大气能见度并不是越高越好，而是在能见度为10 km时紫外光通信系统有最佳性能。

依据Lambert定律建立了非直视紫外光通信系统单次散射传输模型。模型表明：大气传输中的两次斜向传输引入的大气透射比衰减，大气散射衰减和距离平方反比衰减是导致接收光功率随距离增加迅速衰减的主要因素。为便于实际计算，对建立的散射传输模型做了合理的计算简化，经实验验证简化后的传输模型计算结果与实验结果吻合较好。利用简化后的传输模型可以方便有效地计算出非直视紫外光通信接收机在不同距离下的接收功率和路径传输损耗，进而可以迅速、有效地计算和评估已知参数的非直视紫外光通信系统的极限工作距离。