提出一种成像前评价关联成像系统性能的方法，基于通信系统信道评价方法对观测矩阵进行分析，计算成像系统的信道容量，以信道容量来评价系统性能。对100幅成像场景、20种不同类型的观测矩阵以及2种重建算法进行成像仿真，并与成像重建后的图像质量评测效果进行对比分析。结果表明：本文在成像前对系统性能的评价结果与成像后的验证结果具有较好的一致性，当采样比例相同时，重构图像的均方差和信道容量对矩阵元素分布类型具有相同的依赖关系；当矩阵元素分布类型相同时，归一化信道容量和归一化反转均方差随采样次数变化的曲线具有很高的拟合程度，其拟合系数R²值普遍大于0.8。本文方法具有很强的适用性，其效果不随图像尺寸的变化而变化，能够广泛应用于常见的遥感场景。

为了提高可见光通信(VLC)/WiFi异构网络中的资源利用率，提出了一种动态比例公平(PF)算法。该算法通过引入补偿因子α来优化用户的优先级。首先，理论推导了VLC/WiFi异构网络的吞吐量、资源利用率和公平性指数等关键性能指标；然后，使用Matlab软件进行仿真，构建了一个VLC/WiFi异构网络系统；最后，将动态PF算法、PF算法以及最大载干比(Max C/I)算法在吞吐量、资源利用率、公平性以及访问延迟概率等方面的性能进行了对比。仿真结果表明：动态PF算法的吞吐量高于PF算法，并且远高于Max C/I算法；这3种算法的资源利用率均较高，均不低于0.96；动态PF算法的公平性指数约为0.97，优于其它2种算法，并且访问延迟概率较低。

针对对空导弹末制导段多采用比例式制导, 而防御对空导弹多采用平台自卫式干扰机的情况, 分析了对空导弹比例式制导的控制特性及其面临的光电干扰环境, 提出了一种全新的对导弹末制导段飞行轨迹简化计算方法, 以及光电干扰有效后导弹的脱靶量数学模型, 并据此进行干扰条件下导弹命中概率的计算分析; 重点讨论了导弹不能命中目标时的边界条件, 即光电干扰有效时对应的导弹姿态、距离、飞控参数等, 并论述了光电干扰条件下导弹命中概率和不能命中的边界条件。据此可对平台自卫干扰装备的作战效能进行定量评估, 并评价导弹导引头的抗干扰性能。

在爆破工作中, 炮孔堵塞的效果对爆破工作的效果与安全有很大的影响, 为了提高爆破效果、降低爆破成本, 确定炮孔堵塞的最佳长度很有必要。结合爆轰波理论和理论力学, 采用理论分析与LS-DYNA数值模拟相结合的办法, 进行炮孔堵塞长度对爆破效果影响的研究, 并通过现场进行验证。研究结果表明: 炮孔深度在0.6~1.4 m时, 最佳的炮孔堵塞比例为0.38~0.54, 且随炮孔深度的增大而减小, 炮孔深度在1.6~2.4 m时, 最佳的炮孔堵塞比例为0.36~0.38; 炮孔深度超过1.2 m, 同时炮孔堵塞长度≥1/2炮孔深度后, 存在炮孔堵塞过长效应导致爆破效果不佳。径向不耦合系数R对炮孔的最佳堵塞长度具有显著的影响, 当R≤1.8时, 最佳炮孔堵塞长度随着R的增大而减小, 当R＞1.8时, 最佳炮孔堵塞长度不随R改变。在大同王村煤业有限责任公司8107顶回风巷进行了现场试验, 分别对1.2 m和2.2 m的掏槽孔以及2.0 m的辅助眼进行试验, 炮孔的最佳堵塞长度分别为50 cm、90 cm和80 cm, 与理论计算、数值模拟的结果相吻合。

近红外波段(NIR, 波长范围: 780～2 500 nm)在线光谱分析技术具有小型化、 快速检测、 结果稳定可靠等优点, 在工业现场检测领域有着广泛的应用。 由于近红外光谱分析系统受温度影响较大, 传统的光栅分光在线光谱分析系统所采用的光谱仪通常仅对探测器制冷, 光路部分仍然会受到温度影响产生波长漂移等测量误差。 此外, 系统也多采用PC计算机来进行数据采集和控制, 并通过配备独立的工业通讯模块实现光谱分析系统与产线总控系统的通讯, 不仅增加了设备成本与体积, 也显著降低了系统的稳定性。 针对这些问题, 基于STM32单片机开展了在线恒温光谱分析系统研制与测试。 系统采用STM32单片机来控制近红外光谱仪, 通过设定和修改采集间隔时间并采集光谱数据, 对光谱数据进行预处理, 来计算得到目标样品的理化指标。 对于温度控制, 开发了在STM32单片机上运行的基于比例-积分-微分(PID)控制算法的恒温控制系统, 对光谱仪整体(包含光路和电路部分)实现了闭环恒温控制。 同时, 开发了基于STM32单片机的工业通讯接口(包含Modbus协议通讯和4～20 mA电流信号通讯)。 系统实验测试结果表明, 该设计能够长时间稳定运行, 并有效降低了环境温度变化对光谱数据带来的干扰。 在长达48小时的系统运行过程中, 光谱仪温度稳定控制在5 ℃左右, 温控精度优于0.25 ℃。 相对于未恒温控制的运行模式, 恒温控制条件下的平均吸收光谱强度相对标准差显著减小, 并实现了数据采集、 预处理、 样品理化指标计算、 工业信号通讯及温度控制的一体化设计, 以满足工业现场在线检测需求。

量子级联激光器（QCL）具有出射功率高、 覆盖范围宽等优点, 在中红外探测领域发挥重要作用。 由于激光器对外界环境变化的敏感性导致激光波长波动, 在400 s的观测时间内频率漂移峰峰值高达180 MHz, 在一定程度上限制了QCL激光器的性能, 影响分子光谱探测的准确度。 频率锁定技术作为改善激光器运行状态最有效的方法在中红外区域得到广泛应用。 该研究发展了一种基于气体分子吸收的QCL激光频率锁定技术, 以5.3 μm QCL激光器为例, 采用调制激光波长的方法将激光频率锁定于一氧化氮（NO）分子1 875.812 8 cm-1处的吸收峰上。 介绍了误差信号的产生原理, 分析了使用三次谐波信号作为误差信号用于频率锁定的优越性。 使用长30 cm的单通道NO吸收池得到了高信噪比（SNR）的NO吸收信号, 标定了三次谐波幅值电压与激光频率的转换系数。 并对锁定过程进行详细的介绍, 探究了反馈控制回路中比例、 积分、 微分参数设置在激光锁频过程的重要性, 给定了详细的锁定参数。 主动干扰激光器锁定, 从扰动开始至恢复稳定的时间好于40 ms, 证明了该锁定系统可以抵抗外界干扰迅速响应并保持稳定。 使用误差信号的波动结合电压-频率转换系数分析了频率锁定系统的稳定性, 在10 ms的积分时间下频率漂移好于673 kHz, Allan方差分析结果显示, 当积分时间延长至100 s时, 相对频率漂移为4.5 kHz（对应稳定度为8×10-11）, 有效提高了激光频率的长期稳定性。 这种使用直接调制激光器而不需要使用外部调制器件的方法, 简化了系统复杂度的同时也提升光学探测系统的探测性能。

本文介绍了一种基于高精度比例积分微分（PID）温控的宽带腔增强大气二氧化氮（NO₂）探测技术。系统选取中心波长为460 nm的LED光源作为探测光，入射端利用双胶合透镜的直接聚焦代替传统的光纤取样耦合，结合基长为322.4 mm的高灵敏度谐振腔，实现了小型化高精度的NO₂监测。针对温度波动会引起LED光源光谱漂移及光强改变的问题，本文提出了一种改进型PID-卡尔曼滤波算法，实现了LED温度的快速稳定调节，耗时仅需~2 min，温度的波动范围是±0.015 ℃，极大降低了LED温漂对探测性能的影响。仪器性能评估结果显示，在~2.15 km的有效吸收光程下，实现了81×10^-12的探测灵敏度（5 s，1σ）；不同体积分数的NO₂对比测试表明，本系统能准确测量大气NO₂，进一步验证了系统的稳定性和准确性。

为了研究自相似脉冲在Mach-Zehnder干涉仪的压缩特性，采用非线性薛定谔方程对自相似脉冲的演化和压缩进行了模拟，分析了基于级联单模光纤的Mach-Zehnder干涉仪的光纤参数对脉冲压缩的影响。结果表明，在不考虑高阶色散的情况下，当上臂的两种单模光纤长度分别为8.16 m和2.16 m、下臂的单模光纤长度为8.16 m时，获得半峰全宽为27.85 fs、峰值功率为1860.59 W、基座能量比例为10.241%的最佳压缩脉冲; 考虑高阶色散时，脉冲在单模光纤中传输呈现出峰值功率增大、基座增大的现象，且脉冲右移不利于输出基座较小的压缩脉冲; 当3阶色散系数小于0.001 ps3/km时，利用Mach-Zehnder干涉仪来压缩能获得质量较好的飞秒脉冲。该研究结果对于自相似脉冲的压缩研究具有一定的参考价值。