基于Rytov近似，理论推导了完美涡旋光束（PVB）经过大气湍流水平信道后的螺旋相位谱解析表达式，研究了大气湍流中光束波长、半环宽、发射处轨道角动量（OAM）模态、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数对OAM模态探测概率和串扰概率的影响。结果表明：随着发射处OAM模态、传输距离、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数的增加，经大气湍流传输后的探测概率下降；随着光束波长的增加，经大气湍流传输后的探测概率增加。此外，PVB在近场的探测概率几乎不随发射处OAM模态变化，而当光束传输到远场时，探测概率随发射处OAM模态变化明显，这是因为PVB传输到远场变成类贝塞尔光束，其光束半径随发射处OAM模态变化明显。

基于 Rytov近似理论, 分析了各向异性海洋湍流中汉克 -贝塞尔(HB)光束的交叉谱密度, 研究了轨道角动量(OAM)模式探测概率、串扰概率及 HB光束的螺旋相位谱, 建立了各向异性海洋湍流中 OAM模式探测概率模型。结果表明, HB光束在各向异性海洋湍流环境中发射 OAM模式的探测概率高于在各向同性海洋湍流环境中的探测概率。并且随着各向异性因子的增大, 海洋湍流对发射 OAM模式探测概率的影响减小, 串扰模式的探测概率也随之下降。

采用溶液生成法制备了有机铅卤化钙钛矿(CH3NH3PbI3)晶体粉末, 并以过量的PbI2对其进行掺杂, 采用X射线衍射谱(XRD)技术研究了掺杂前后样品的晶体结构变化。表面光电压谱(SPS)和相位谱(PS)显示掺杂前后的CH3NH3PbI3均为p型半导体, 但后者有更强的光伏响应。场诱导表面光电压谱(FISPS)表明: 当加正电场时, 掺杂前后的CH3NH3PbI3均表现为p型半导体的载流子特性, 当加负偏压时掺杂后的CH3NH3PbI3易形成反型层, 出现光伏反转, 且外加负偏压越大, 光伏反转区域越大, 表现出双极导电特性。

在酸性溶液中利用恒电位沉积法在导电玻璃(ITO)上沉积Cu2O薄膜，并以KCl为添加剂对其进行掺杂，采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射谱(XRD)等手段研究了氯掺杂对Cu2O表面形貌和晶体结构的影响。紫外-可见吸收光光谱确定得到的Cu2O和Cl掺杂Cu2O(Cu2O-Cl)样品的禁带宽度分别为1.98和1.95eV。根据表面光电压谱和相位谱，掺杂前后的Cu2O均为n型，Cu2O-Cl有更强的表面光电压响应。场诱导表面光电压谱结果表明未掺杂Cl的Cu2O在加负偏压时易形成反型层；氯离子的掺杂引入杂质能级可以提高n型导电性。光电化学性能测试发现，以Cu2O、Cu2O-Cl为光阳极组成的光化学太阳电池，在大气质量AM 1.5G、100mW/cm2标准光强作用下光电转换效率分别为0.12%和0.51%。

结合水热法和阳极氧化法合成了Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列, 采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射谱表征了异质结阵列的形貌和晶体结构。暗态下的电流-电压曲线表明Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列具有整流效应。相比于纯的TiO2纳米管阵列, Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列的光电性能有了显著的提升:在AM 1.5标准光强作用下, 光电转换效率从0.07%增长到0.40%, 表面光电压响应范围从紫外光区拓宽至可见光区。结合表面光电压谱和相位谱, 分析了Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列中光生载流子的分离和传输性能。

介绍一种基于相位式激光测距的高动态、高准确度测距系统.系统引入光频调制技术实现激光拍频产生高频调制信号并完成信号的高速变测尺调制.在对回波信号进行鉴相时, 为降低鉴相偏差采用无窗全相位谱分析并实现对测量信号的相位计算.计算表明, 该方法可以有效抑制频谱泄露, 减小噪声对测量结果的影响, 提高鉴相准确度.实验表明该测距系统可以有效地解决相位法测距中存在的抗干扰能力差、距离模糊较难抑制等问题, 调制信号频率为100 MHz、信噪比为30 dB时测距准确度优于0.5 mm.

近岸红外目标检测由于背景复杂和实时性的要求,是当前研究的一个难点。基于上下文的视觉注意机制是解决这一难题的有效途径。首先根据近岸红外目标存在于海面这一先验知识,利用灰度、纹理特征及位置关系,分割出海面;其次利用基于相位谱的视觉注意机制定位显著区域;最后综合海面和显著区域位置,便可检测出近岸红外目标。实验证明,这种算法高效、准确,能够满足目标检测阶段的实时性要求。

为了提高傅里叶望远镜(FT)的成像质量, 实现对运动目标的高分辨率成像, 研究了能抑制由声光移频器移频误差、光学器件偏差及信号采样截断等产生的频谱泄漏且能实时计算信号频率的数据处理方法。首先, 采用全相位预处理技术对外场静态目标的采样信号进行处理; 通过搜索算法得到每束干涉光的整点频率最大值。然后, 基于apFFT谱分析时移相位差校正法计算每束干涉光的真实频率。最后, 对非整点频率解调, 采用5点最小二乘拟合方法, 得到目标的傅里叶分量信息。实验结果表明：与传统方法相比, 本文提出的数据处理方法得到的重构图像的斯托里尔比(Strehl)相应提高了3%。另外, 本文方法对频谱泄漏的抑制能力更强; 对静态目标实验数据进行处理后,重构图像质量有一定的提升; 该方法也为运动目标的成像数据处理提供了参考。

提出基于全相位谱分析的自混合干涉信号处理方法，用于减小激光自混合干涉位移测量的误差。首先，基于三镜法布里-珀罗腔模型介绍了自混合干涉系统的数学模型，分析了自混合干涉信号的产生机理和特性。然后，研究了弱反馈条件下自混合干涉位移测量方法，采用全相位谱分析算法进行相位测量，重构外部反射体位移曲线; 讨论了信号处理算法原理并进行了算法仿真。最后，进行自混合干涉位移测量实验，并给出压电陶瓷位移测量实验结果。结果表明，全相位谱分析算法可将自混合干涉位移测量误差减小到4.4 nm; 应用全相位谱分析算法分析自混合干涉信号，可在不增加外部光学元件的前提下将位移测量误差减小到纳米量级。

针对红外小目标搜索阶段中图像背景稀疏的特点，提出了一种利用图像相位谱计算显著图和定位目标的新方法。与传统的利 用海天线和海岸线对目标进行搜索的方法相比，本文算法的计算复杂度大大降低，并弥补了其受气温影响而不能准确定位海天线和海岸线的不足；与利用Itti模型的方 法相比，该算法克服了其不能有效分离目标和背景的缺点。阐述了利用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)和离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)计算相位谱的两种方法及它们之间的一致性。构建了利用图像相位谱计算显著图的数学模型，明确了模型参数选择的作用和意义。 通过理论和实例证明了本文算法对于稀疏背景下小目标定位的可行性和高效性。