为了研究硅基OLED(Organic Light Emitting Diodes)微显示器的使用寿命,通过老化实验提出一种基于恢复模型的OLED亮度衰减模型,该亮度衰减模型融合传统延伸型指数衰减模型与OLED亮度恢复模型。使用亮度退化数据拟合衰减模型中的待定参数,得到初始亮度和占空比与OLED寿命之间的定性和定量关系,实现OLED的高精度亮度衰减预测。研究结果表明,对比所提模型的预测数据与实测亮度衰减数据可得,所提模型的预测误差小,拟合精度高达99.22%,相同初始亮度驱动下OLED的寿命预测准确度可提高79.1%。PWM(Pulse-Width Modulation)驱动下硅基OLED微显示器的寿命性能较传统电流/电压驱动型优越,在12.5%~87.5%的占空比下,可延长1.6~20.9倍的硅基OLED微显示器寿命。

本文基于河南许昌地区大气衰减模型, 对激光脉冲延迟时间的影响进行了仿真研究。结果表明, 由许昌地区大气信道引起的脉冲传输延迟时间均在纳秒量级上, 输延迟时间随单程散射反照率、传输距离的增大而不断增长, 高脉冲延迟时间与单程散射反照率单位距离成正相关。增加激光的波长和能见度, 此时将会降低大气衰减系数。在激光波长为0.85 μm, 单程散射反照率为0.75, 单位大气能见度随着传输距离的增加对脉冲传输延迟时间具有显著的影响, 在能见度从20.5 km减小到10.5 km, 传输距离为21.5 km时, 大气所引起的脉冲传输延迟时间增加较大。降低大气的能见度, 单位传输距离将会直接影响到脉冲传输延迟时间, 如果将13.5 km的激光脉冲传输距离增大至21.5 km, 大气能见度为10.5 km时, 河南许昌地区大气所引起的脉冲传输延迟时间增加一倍多。

目前国内外研究激光在雨中传输的衰减问题时主要有两种模型: 散射模型和遮挡模型。但是遮挡模型在处理位于激光器视场近端的大尺寸雨滴时存在理论缺陷, 而散射模型对于视场远端的雨滴多次散射问题的计算量过于庞大。提出了一种基于接收端雨滴投影圆面积判据的雨滴衰减模型改进算法, 对接收透镜视角内出现单个雨滴全遮挡的情况进行了修正。并且采用MATLAB对模型进行了仿真分析, 得到改进的衰减模型与散射模型和遮挡模型的衰减曲线对比图。最后, 通过自然雨场实验验证改进理论算法的精确度, 结果表明: 传输距离在100 m且降雨量为1.2 mm/h时, 改进的理论模型相比较原遮挡模型精度提高了54.6%, 说明上述改进算法能够提高雨滴衰减模型的精确性。该项目的研究为蓝绿激光大气通信探测技术的发展提供了一定的理论支撑。

为了研究混合粒子的不同混合方式对星地量子卫星通信的影响, 根据灰霾粒子与水云粒子的谱分布函数, 以及不同混合方式下的消光系数, 提出了外混合方式中星地量子信道衰减的计算关系, 建立了内混合方式中的Core-shell信道衰减模型; 分析了在不同混合方式下, 混合粒子的粒径比与信道平均保真度、信道误码率之间的定量关系.仿真结果表明, 当混合粒子的粒径比分别为0.2和0.8时, 外混合粒子对应信道容量、信道平均保真度、信道误码率分别为0.39和0.27,0.8和0.8,0.003和0.009; 内混合粒子对应信道容量、信道平均保真度、信道误码率分别为0.8和0.21, 0.94和0.81,0.018和0.021.由此可见, 灰霾粒子和水云粒子的不同混合方式对量子卫星通信性能的影响有显著差别.因此, 在实际的量子卫星通信系统中, 应根据混合粒子的不同混合方式自适应调整系统的各项参量, 以提高星地量子通信链路的可靠性.

基于某型号大气辐射测量卫星在轨定标实验数据，开展了空间污染物对天基红外测量相机响应性能的影响研究。建立了具有明确物理意义的测量相机灰度响应衰减模型，使用实测数据对模型参数进行了拟合，拟合相对均方根误差小于1%，参数值与其物理意义吻合较好；提出了基于相机线性响应范围与最小辐射分辨率要求双重约束下的空间污染容限确定准则，得出了推荐去污间隔时间为1250 h 的结论；给出了利用衰减模型预估任意时刻定标系数的方法，分别利用模型预估定标系数、历史定标系数以及当轨定标系数对测量灰度数据进行了辐射标定，预估定标系数的标定误差小于3%，能够在保证像面质量的同时提高测量精度。

虽然气候因素和大气本身对船舶大气激光通信系统的性能影响极大,但现有的研究多集中于讨论大气对激光束造成的散射衰减。本文指出在雨中的自由空间光通信主要受雨滴直接遮挡的影响,尤其是雨滴形成的投影间的重叠效应,该效应能够很好地解释大雨甚至暴雨中激光仍能通过的现象。文中结合雨滴尺寸分布模型,建立了船舶大气激光通信中雨滴遮挡作用的数理模型,对光在雨中的最大传输距离及其光强的衰减做了初步计算与实验。结果证明,该衰减模型是合理的,理论模型基本符合实验结果。该项研究为进一步探索船舶大气激光通信系统的性能奠定了基础。

利用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程的方法, 给出了任意时刻振幅衰减模型中弱相干场密度算符的表示式。采用数值计算方法计算了弱相干光场的压缩效应、统计性质和Wigner函数。讨论了耗散对这些量子特性的影响。研究结果表明: 随衰减时间的增大, 弱相干场的压缩效应、统计性质和Wigner函数的负性等非经典效应均减弱。

针对遥感图像存在浓云或烟雾的覆盖无法判读地物的信息, 从大气散射模型出发, 研究了直接传播的衰减光和散射的大气光模型。由此采用改进型Retinex算法, 第一步, 先将原图像进行取补色, 灰白区域变成较暗的区域, 第二步, 经改进型高斯函数标准差较小的单尺度Retinex算法增强后, 突出较暗的区域内各层次信息, 第三步, 再进行取补色, 突出云或烟雾覆盖区域中地物信息。实验结果表明, 采用改进型高斯函数标准差较小的单尺度Retinex算法能去除云或烟雾, 特别对于浓云或烟雾效果好。

在云雾天气条件下，造成图像质量的下降，其本质就是场景与观察点之间大气对光的散射。针对不良天气条件下拍摄的图像，又没有精确的天气条件和景物的深度信息，为了对一幅退化图像去除不良天气的影响实现图像复原的目的，分析了大气散射机理，引入了衰减模型和大气光模型以及光在粒子各个方向上的散射分布函数，推导了大气光对图像亮度影响的表示式。基于衰减模型和大气光模型，考虑景物的深度，采取先将原图像取反色，然后采用改进型多尺度Retinex算法增强暗区域图像，再取反色可以获得去除云噪声的图像，为了使景物信息最小限度地丢失，采用了图像信息熵判据，结果表明对于彩色遥感图像运用这一改进型多尺度Retinex算法去除云噪声是有效的。对于一幅带有厚云的彩色遥感图像在实施去除云噪声过程中，发现以亮度平均值附近1.5±0.1倍标准差截取后进行拉伸，得到的图像信息熵为最大，去除云噪声综合效果最好。