对于暗弱目标探测,现有的方法仍然存在探测误差较大的问题,为了提高夏克-哈特曼波前探测器的质心探测精度,提出了一种改进的距离-幂指数质心探测算法。在不同情况下将所提算法与现有的几种质心算法进行对比,仿真结果表明,在不同信噪比、不同光斑直径、子区域不同像素等因素影响下,所提算法的质心探测误差低于其他算法的误差,且更为稳定。

传统的光纤应变传感技术无法在满足高精度和强环境适应性的同时实现稳定的动态应变传感.为了解决该问题, 本文将光干涉原理应用于光纤应变传感, 设计了一种强环境适应性的基于干涉结构的高精度光纤应变传感系统, 基于扫频干涉信号的互相关系数, 该系统可以稳定地探测应变.本文还提出一种动态探测算法, 该算法弥补了系统只能探测较小应变的缺陷, 大大提升了实际应变的探测范围, 同时还实现了动态的应变检测; 采用三次样条插值算法, 提升了小应变探测的精度.理论分析和仿真模拟表明, 在加入白噪声的信号信噪比为15 dB时, 插值后的探测精度是未插值探测精度的2.3倍, 插值后本系统探测结果的最大误差只有约9 nε.

建立了采用相关波前探测算法(Correlation wave-front sensing algorithm, COR)的自适应光学(Adaptive Optics, AO)系统的数值模型, 对准直光束大气传输自适应光学校正进行了数值模拟, 分析了不同热晕强度条件下光子噪声和读出噪声对系统校正效果的影响, 并与质心(Center of Gravity, COG)算法和阈值质心(Threshold Center of Gravity, TCOG)算法进行了对比。数值模拟结果表明, COR算法对噪声和热晕强度的变化具有更好的鲁棒性, 可以提高夏克-哈特曼波前探测器(Shack-Hartmann Wave-front Sensor, SH-WFS)在低信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)条件下的波前探测精度, 同时还可以较好地抑制噪声诱发的相位补偿不稳定性(Phase Compensation Instability, PCI), 改善低信噪比条件下大气热晕校正的稳定性。

随着微机电系统的发展,器件设计和加工过程中的表征成为一个主要问题。提出了将扫描白光干涉表面轮廓测量方法用于微结构和器件的几何特性检测上。测量系统采用了米劳显微干涉仪,利用压电陶瓷物镜纳米定位器实现垂直方向100 μm范围内的精确扫描,并通过傅里叶变换算法获取条纹包络峰的位置,进而得到器件的整体集合尺寸信息,与相移干涉方法相比大大提高了测量范围。通过测量纳米台阶对该系统进行了精度标定,测量重复性在亚纳米量级。最后通过测量微谐振器和微压力传感器的几何尺寸说明了该方法的功能。