对联合变换相关器的功率谱进行对数变换可强化其高频分量，锐化相关峰，但同时也会增强其噪声成分，影响抗噪性能。针对这一问题，提出了一种改进的对数联合变换相关器模型。通过改变对数函数形式来提高对数联合变换相关器的抗噪能力。计算机仿真结果表明，在附加高斯白噪声、非重叠低频和高频有色噪声的条件下，改进的对数联合变换相关器的抗噪能力均优于传统的对数联合变换相关器。

借助差热分析测定了稀土掺杂BaO－Al₂O₃－B₂O₃－SiO₂玻璃的热稳定性。采用XRD和TEM／EDS研究了在不同热处理条件下M玻璃样品的失透、析晶过程的微观结构。结果表明：随着稀土掺量的逐渐增加，玻璃的热稳定性是先提高后降低；玻璃的失透首先由分相造成，稀土离子大量富集在富硼铝相中，热处理温度越高，玻璃的分相和析晶越明显，玻璃的析晶产物为SmAl₂₀₇(B₄O₁₀)O₀₆晶体；热处理过程中铝氧多面体的稳定性优于硼氧多面体。

在数字散斑干涉术中，通常由物体变形前后得到的两幅原始散斑场用相减方法来得到条纹图，并由相移后的多幅(三幅以上)条纹图来求取相位场。介绍了一种基于条纹等值线相关的条纹图生成新方法，并在此基础上提出了基于单幅干涉条纹图的相位场提取新方法和基于条纹等值线相关的单步相移新方法。实验结果表明，该方法具有良好的结果和发展前景。

为克服经典区域增长算法中生长规则以及特征选取的困难，提出了基于高斯混合模型的多区域并行区域增长图像分割算法。首先交互选择多个不同区域的种子点，并利用交互式选择的属于每个区域的子块得到混合模型的个数；然后利用最大期望估计混合模型参数作为区域增长的初始参数，并在增长过程中不停地调节模型参数。为了避免初始种子点位置选择对算法性能的影响，采用了多区域并行竞争增长策略。仿真实验获得了较好的分割效果，表明所提出的算法是合理可行的。

首次将最小可分辨对比度(MRC)的概念引入到了直视型微光成像系统。在人眼视觉的基础上，从信号检测的角度出发，推导出了直视型微光成像系统的MRC模型。该模型综合考虑了空间因素和时间因素对成像系统的影响，给出了系统在不同目标照度、不同对比度情况下探测图像时的极限灵敏阈。模拟结果表明，由此得到的直视型微光成像系统的极限分辨率与实际系统给出的分辨率基本一致，是一种能更全面地评价微光成像系统性能的模型。

显微成像光谱仪技术是一种生物组织检测方法，目前广泛应用于生物医学检测和疑难病症分析，已成为组织检测领域的研究热点。论述了显微成像光谱仪各结构功能模块的工作原理及特点，并对其各主要技术指标进行了分析。介绍了目前的发展现状，并对所出现的多种显微成像光谱仪的技术方案及特点做了详细的总结。研究结果表明，显微成像光谱技术作为一种新的技术手段，必将在临床医学、生物学、材料学以及分析化学等领域得到广泛的应用。

直线轮廓检测是计算机视觉领域中的一个基本问题。在靶场光测图像分析中，通过提取导弹、火箭等目标的直线轮廓，可以得到目标的三维姿态参量。提出了一种基于梯度方向直方图的直线轮廓提取新方法。梯度方向直方图被定义为具有相同梯度方向的图像点的梯度幅值之和。利用梯度方向直方图可以很方便地确定图像上边缘方向，根据此方向可在图像上搜索直线边缘的位置。由于同时利用了梯度的幅值和方向信息，所以该方法能自动地提取直线边缘而无需阈值。通过在实际图像中提取直线边缘，证明了该方法的有效性。

随着遥感技术的发展，获取遥感数据的手段越来越丰富。由各种不同的传感器获取的影像数据与日俱增，在同一地区形成了多时相、多分辨率的影像序列。如何综合各种类型的遥感影像信息，提高遥感数据的利用效益已成为遥感应用的瓶颈问题。多源遥感数据融合技术是解决这一问题的有效手段。高空间分辨率影像数据的多样性和复杂性对遥感信息融合处理技术提出了新的更高的要求。以IKONOS卫星数据为例对其进行了空间分辨率的影像融合。研究中引入了多种融合方法，如IHS变换、主成分分析、小波变换以及基于区域特征的自适应小波包算法。从光谱质量和空间信息的角度出发对融合方法进行了比较研究，分析出了比较适合于IKONOS卫星的高分辨率影像融合的处理方法。

白噪声的方差和幅值随着小波变换尺度的增加会逐渐减小，而信号的方差和幅值与小波变换的尺度变化无关。本文在Donoho的软、硬阈值去噪方法基础上，提出了一种新的阈值函数，并把它们应用在图像的去噪上。该阈值函数具有物理意义清晰、表达式简单、计算方便等优点。实际噪声图像测试结果表明，这种经改进的方法可以有效地去除白噪声干扰，无论是在视觉效果上还是在信噪比和均方误差定量指标上均明显优于常用的软、硬阈值去噪算法以及改进的软硬阈值折中算法。

决定光与物质相互作用的激光束的波长、入射角、偏振特性以及时间和空间特性是激光材料加工的主要光束特性。激光束的光束质量是其空间特性的量化反映。通过对两种不同激光加工系统输出激光光束质量进行测量和计算，根据多模激光束的聚焦理论，以及对激光深熔焊接实验结果的分析，研究了光束质量对深熔焊接焊缝成形的影响。结果表明，光束质量对聚焦光束的焦斑、聚焦角和焦深的影响不仅体现了激光源的可聚焦性，而且也标志了激光源的可加工能力，这是聚焦系统和焦点位置在选择过程中应该考虑的重要因素。

传统的抛光LBO晶体的方法是选用金刚石抛光粉在沥青抛光盘上抛光。沥青盘易于变形不容易修整，金刚石粉特别硬容易损伤抛光晶体表面。抛光过程中，抛光盘和抛光粉的选择是非常重要的，直接影响到抛光效率和最终的表面质量。新的抛光LBO晶体的方法，其抛光过程是一个化学机械过程，抛光盘、抛光粉和抛光材料相互作用。选用两种抛光盘(培纶和聚氨酯盘)，三种较软的抛光磨料(CeO₂，Al₂O₃和SiO₂胶体)，并在LBO晶体的(001)面进行抛光实验。用原子力显微镜测量和分析了表面粗糙度。结果表明，使用聚氨酯盘和SiO₂胶体能够获得无损伤超光滑的LBO晶体表面，其表面粗糙度的RMS为0．3nm。

多阶游程长度受限(ML－RLL)编码可以在保持原有记录符尺寸和记录单元数量的情况下将CD光盘存储容量提高2．4倍。借助标量衍射理论建立了多阶游程长度受限记录符的计算模型，对采用多阶游程长度受限编码的CD光盘的读出信号进行了仿真分析。结果表明，记录坑长度的变化对读出信号幅值影响较小，有利于将记录坑长度和记录坑的宽度两个参数进行分离检测，但在3T长度、不同宽度的记录坑相连的情况下，从读出信号中很难分辨出记录符的分界位置。

采用AgNO₃和KNO₃混和熔盐作为离子交换源，在K9玻璃上制备了跑道形波导谐振腔滤波器。利用ASE宽带光源和光谱仪对器件特性进行了测试，得到的该滤波器自由光谱范围为0．176nm。对比对C_r=4dB和3dB带宽δλ=0．13nm来说，耦合系数和传输损耗分别为κ=0．9和α=3．2dB／cm。测试了环形腔的热光调相特性，在16℃的变化范围内实现了2π的相移。通过分析，波导材料的热光系数约为1．49×10^－5／℃。该滤波器不仅可用于滤波、传感等领域，而且也可与其它波导结构相结合实现新的功能。

采用基于Pockels效应的高压电场测量方法，建立了电光效应电压测量系统。从理论上分析了单片BGO晶体测量电压的极限，提出了多片BGO晶体间隔排列测量高压的解决方案。通过引入虚拟仪器技术，以Labview作为软件开发平台编写软件程序和对采集信号进行处理与分析，提高了系统的稳定性和准确性，取得了良好的效果。

对分辨率较高的图像来说，调焦评价函数的计算耗时较多，会影响调焦的实时性。选用整幅图像中细节最丰富的子图像作为调焦对象，在保证调焦精度的同时，可改善调焦效率。为快速找到此区域，提出了基于自适应遗传算法(AGA)的寻优算法。在此算法中，用离焦子图像的加权熵作为适应度函数，自适应的改变遗传算法的交叉概率和变异概率，以避免结果陷入局部极值。实验结果表明，此算法具有运算复杂度低，稳定性好等优点，所选定的子图像具有良好的调焦特性曲线。

提出了一种中高分辨力的航空航天遥感图像中飞机目标快速自动识别的新算法。在分割和分类过程中充分利用飞机目标的先验知识，提出了一种改进区域分割方法，并应用树分类器对飞机目标进行自动识别。所提出的改进区域分割方法较好地实现了区域分割中阈值的准确自动选取，克服了复杂背景图像中小目标的全局阈值自动分割的失效问题。采用二叉树分类器，通过提取简单的目标几何特征，分层进行种类识别，提高了识别速度，降低了漏检率和虚警率。运用该方法进行了实验。结果表明，识别率达到了100%。

工程中将实际的非线性系统近似为线性系统，用线性分析方法对所研究的对象进行分析往往会带来较大的求解误差。介绍了产生结构非线性的主要因素，并在接触理论基础上，对某空间相机反射镜组件进行了合理的有限元建模。采用接触非线性分析方法对螺钉预紧时反射镜的响应及在自重和温度载荷作用下反射镜的变形进行了分析。通过比较线性分析与非线性分析的结果表明：采用非线性分析的结果更接近实际；在空间相机的工程分析中，对某些接触部位采用非线性的分析方法可以提高分析精度。

提出了一种利用多孔硅Bragg反射镜(简称PSBR)的反射谱来测量液体浓度的新方法。当在PSBR的孔内浸入不同浓度的液体时，多孔硅的有效折射率会发生变化，从而引起PSBR反射谱峰位发生变化。利用脉冲腐蚀法制备PSBR，采用正交参数设计法优化实验参数。对其进行了浓度测量实验和验证实验，测量误差小于0．14%。

介绍了利用数码相机作为图像传感器，在物体表面设置编码标志点，通过对编码标志点进行识别和检测，从而确定标志点的空间位置，实现了对物体表面某些特定点三维信息的无接触检测。介绍了其中的关键技术，如标志点的设计与检测、基础矩阵的求解、数码相机参数的标定以及内外参数的捆绑调整等，给出了检测实例并进行了精度验证。实验证明，该方法结构简单，成本低廉，数据采集快，移动方便，检测范围大，可满足三维物体特别是大面积物体空间检测的需求。

在讨论半导体激光线宽压窄理论的基础上，利用闪耀光栅作为外部反馈元件，介绍了由中心波长为949．6nm、原始线宽为1．2THz的单管半导体激光器构成的反馈外腔，它能够很好的改善半导体激光器的性能。实验得到了中心波长稳定的、单纵模的高质量激光输出，边模抑制比大于30dB，线宽优于1．2MHz(△λ＜3．6×10^－6nm)。实验证实了强反馈能够很好地改善外腔半导体激光器的动态特性。

光子晶体是一种介电常数不同的、其空间呈周期分布的新型光学材料。由于光子晶体具有光子带隙、光子局域和控制光子态密度等特性，所以它具有广阔的应用前景。简述了光子晶体的主要特征，重点介绍了其制备方法、进展以及实际的和潜在的应用。

通过对航天光学遥感器MTF模型和遥感图片的分析，从图像中提取出与MTF有关的特征信息，采用人工神经网络(ANN)作为工具，将这些特征信息作为ANN的输入向量。在对大量MTF已知的遥感图片进行训练后，ANN可以对未知的遥感图片进行MTF测试。这种方法被称为MTF的一元评价方法，即通过对遥感器传输下来的任意一幅地面景物图像进行MTF的在轨评价，无需在地面铺设特定形状靶标或已知的参考图片。实验结果表明，平均评价误差约为5%，具有很强的抗噪声能力。

根据Mie理论、Lambert－Beer定律和经典扩散方程建立了激光通过动态烟雾的透过率的理论模型。分别计算了波长为0．808μm，1．064μm，1．5μm和10．6μm的激光通过动态烟雾的透过率。比较了1．064μm和0．808μm的激光透过率的理论计算值与实验值。结果证明，理论模型能较好的符合实验结论。

对利用自行配制的水基磁流变抛光液和磁流变抛光实验样机进行了以抛光去除效率和表面粗糙度为考核指标的工艺实验。应用正交试验方法分析了磁流变抛光中主要工艺参数(磁场强度、抛光粉浓度、抛光盘的转速、抛光盘与工件间的间隙)对抛光去除效率和表面粗糙度的影响规律，并结合磁流变抛光机理对其进行了分析。根据实验结果对工艺参数进行了优化。

提出了一种基于粒子群优化算法的图像分割新方法。粒子群优化(PSO)算法是一类随机全局优化技术，它通过粒子间的相互作用发现复杂搜索空间中的最优区域缩短了寻找阈值的时间。将PSO用于基于改进的最佳加权熵阈值法的图像分割中，试验结果表明，该方法不仅能够避免陷入局部极值，而且其速度得到了明显的改善，是一种有效的图像分割新方法。

以Y波导集成光学调制器保偏型干涉式光纤陀螺作为研究对象，根据各光学元器件的参数建立了各器件的琼斯矩阵以及光路传输模型，在此基础上进行了光路偏振误差的理论分析。通过推导，得到了保偏型干涉式光纤陀螺的偏振误差表达式，并首次分析了光源偏振度对光纤陀螺零漂的影响。借助光源尾纤输出的光谱，对由0%～3%之间呈线性变化的偏振度以及对经实验测试的光源偏振度的实际值引起的偏振模式耦合误差的零漂值进行了仿真计算。结果表明，当光路中其它参数不变时，由光源偏振度变化引起的零漂值为0．001°／h，满足了高精度光纤陀螺的精度要求。

为了研究反射镜部件中胶对系统的影响，分析了胶的有限元建模方法，即详细模型和有效模型。采用详细模型对系统进行了模态分析和均匀温升热弹性分析。通过无热化方法确定了胶的厚度，分析了不同面积的均匀圆形胶点和方形胶点对系统性能的影响。为了模拟实际情况中的不均匀点胶，对同一模型中不同直径的胶点进行了分析。分析结果表明：圆形胶点对反射镜的面形影响要比方形胶点小得多；胶点的不均匀性会造成反射镜的面形变化。

为了实现光纤陀螺的工程化，对数字滤波器的结构进行了改进，提出了一种多级抽样率转换器(SRC)与梳状带阻滤波器相结合的滤波算法。把闭环光纤陀螺的信号处理系统分为环内和环外两个部分，环外输出使用了加凯泽－贝塞尔窗的FIR滤波器。介绍了改进算法的优点，给出了新算法的实现方法。使用MATLAB对算法进行了仿真实验。结果表明，改进算法可明显地提高数字信号的处理效率，可保证在采样频率变换的过程中有用信号不会产生混叠，提高了光纤陀螺的精度。

提出了一种利用标准参考光谱进行波长校准的方法。实验中利用由宽带光源和光纤可调谐滤波器组成的可调谐光源分别扫描了参考光谱和传感光栅的光谱。在参考通道，ITU标准参考模块的输出是具有固定波长的梳状光谱。利用高斯拟合算法计算出由标准参考透射谱峰值输出的对应的驱动电压，通过样条插值函数获得了滤波器输出波长与驱动电压的关系。计算光栅反射谱峰值对应的驱动电压，利用上面获得的滤波器输出波长与驱动电压的关系式可以计算出传感光栅的Bragg波长。实验结果表明，在较大的波长范围内实现了对多个传感光栅的波长校准，减小了由滤波器非线性输出造成的测量误差，具有较高的重复性。

提出了按照市场要求设计非球面眼镜镜片的方法。通过把相对畸变、光焦度、散光、减薄量作为优化函数和使用简单有效的高次回转对称非球面方程来描述面形，设计出了高次非球面眼镜片，设计出的非球面镜片的边缘减薄量接近0．4mm，相对畸变在0．2%以内，光焦度和散光分布均匀。结果表明，该镜片在满足成像要求的同时也满足了市场要求。

光电探测器(PDIC)的安装误差导致光学头的光学轴心与光电探测器的中心不重合。在光盘标量衍射模型的基础上，引入光电探测器的位置误差参数，根据DVD－ROM的盘片参数，计算并分析了位置误差对差动相位探测(DPD)信号的影响。计算结果表明：沿盘片切向的位置误差使DPD的幅值变小，在25%的范围内DPD的幅值随切向位置误差的变化系数为1．52T；沿盘片径向的位置误差使DPD产生直流偏置，在50%的范围内DPD直流偏置随径向位置误差的变化系数为3．8T。

生物芯片图像网格化是对由生物芯片扫描得到的荧光成像中的信号(Foreground)和背景(Background)进行划分，以便提取各点的吸光度值、面积和吸光度比等荧光点的数据。网格化的准确与否决定了数据提取的正确性。提出了一种运用顺序形态变换理论实现生物芯片荧光图像网格化的方法，通过对百分位值在0～1之间的顺序形态进行变换，可实现像素灰度的极小值、中间值等多刻度值的灰度取值运算。理论分析表明，该算法能够识别信号与背景的边界，可去除噪声等非边界信息，能判断信号区域，可确定荧光点的边界和范围，可实现荧光点阵图像的网格化。试验结果表明，该算法对不同信噪比的荧光图像来说有很强的适应性，可用于高密度生物芯片图像的处理。

由传感曲线的数学特征表明，有限项多项式完全可以满足传感器函数的拟合及其精度。通过定义相对光强和推导出与传感器函数等价的光强传递函数，建立了场景标定原理。仅改变曝光时间，保持相机的其它参数不变，建立了曝光标定原理。将两种标定原理相结合，形成了关于彩色数码相机光强传递函数的场景曝光标定方法，并对Olympus E－20p数码相机进行了标定。

工业环境中的烟气流速测量是一个很重要的问题。研究了利用抗干扰能力强、能适应恶劣环境的非介入式的光学信号互相关技术测量烟气流速。利用光学传感器获取由烟气造成的光学闪烁信号，通过高性能数据采集卡进行数据采集和A／D转换，在计算机上编制软件，对由烟气造成的光学闪烁信号进行了互相关处理，求得了烟气流经上游和下游传感器的渡越时间，从而计算出了烟气流速值。通过风洞实验，比较了该方法与传统的皮托管法的测量结果，分析了流速反演方法存在的问题及解决方法。在此基础上获得了较为满意的结果。

提出了一种光纤光栅新型合金钢封装结构。利用等强度悬臂梁和温度控制箱对合金钢封装光纤布拉格光栅的应力和温度传感特性进行了测量。实验表明，采用该种封装的光纤光栅传感器保持了裸光纤光栅的响应灵敏度，其拉应变灵敏度系数为1．17pm／με，压应变灵敏度系数为1．2pm／με，温度灵敏度系数为11．3pm／℃，线性响应度在0．9995以上，可满足实际应用的要求。

基于SR－CT技术对残缺投影数据进行了研究。通过数值模拟分析了影响残缺投影数据重建结果的主要因素：重建算法和投影间隔角。获得了重建算法和投影间隔角与残缺投影数据重建结果之间的关系。实验结果证实了分析的正确性。

在应用射线进行构件检测的过程中，图像拼接具有重要的作用。首先减小搜索区域和运用图像的投影特征求出相关系数，然后根据相关系数确定两幅图像的匹配位置。这种方法能够对所要拼接的图像进行准确的配准和无缝拼接。在射线图像的拼接和应用中获得了满意的效果。

由条码扫描仪获得条码图像的过程可以用理想条码信号与扫描仪光学系统点扩散函数的卷积模型来描述。反卷积是消除由光学系统点扩散带来的模糊现象的最好办法。为克服反卷积的病态问题，研究了反卷积的正则化方法；针对条码信号的特点，构建了适合于条码信号复原的惩罚项，提出了条码信号的正则化复原算法及其适合于计算机运算的迭代算法。通过实验研究了算法在不同情况下的抗干扰能力。实验结果表明，正则化条码信号复原算法在消除系统点扩散函数的影响的同时能够很好地抑制噪声。

提出了一种基于线型腔掺铒光纤激光器的光纤布拉格光栅传感解调系统，并进行了理论分析和实验验证。此传感系统具有稳定性好、信噪比高、结构简单等特点。实验结果表明：在常温下光纤光栅传感解调系统能很好的实现光纤光栅传感信号的传感和检测；15m掺铒光纤用作增益介质可以产生较大信噪比的稳定激光输出，系统在4nm范围内的解调精度为0．04nm。

介绍了计算机控制光学表面成形法的原理，分析了几种非球面度的测量方法，研究了非球面度的不同计算方法对采用计算机控制光学表面成形法加工非球面的影响。从光学零件加工的角度对计算机控制光学表面成形法初值的确定进行了探讨。

在紫外光的激发下，污染水体中的溶解有机物(DOM)会产生特定的荧光光谱，因此利用激光诱导荧光(LIF)可对水体中的溶解有机物的含量进行定量分析，从而可估计出水体富营养化的程度。提出了一种用于对水质遥测数据进行定量分析的方法，这是一种基于遗传算法(GA)的光谱分离算法。首先确定拉曼散射信号和溶解有机物的荧光在404nm波段的信号强度，然后再利用拉曼散射信号对DOM荧光光谱进行归一化处理。根据浓度校准曲线可得到水体中的溶解有机物的浓度。