通过分析不同波长光激发下菠菜(Spinach)和苏州青(Suzhou Green)类囊体溶液的发射光谱和荧光光谱，以及同一波长下磁场处理前后类囊体溶液的光谱变化，探讨了低强度稳恒磁场对类囊体溶液的作用机理.结果表明，类囊体溶液中形成了大量的氢键，磁场处理前菠菜和苏州青的氢键喇曼散射峰为531 nm和533.2 nm，两者光系统II(PSII)荧光分别在689.8 nm和686 nm；磁场处理后两者的喇曼散射峰变为532.8 nm和532.4 nm，PSII荧光变为686.8 nm和685.4 nm.磁场改变了两样品中氢键键能，使其趋于相等.

采用射频磁控溅射和N2气氛退火处理制备了多晶Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜.用X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪对Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜的结构和光学性能进行了表征.结果表明，Cu掺杂后Ga2O3薄膜的结晶质量变差，透过率明显降低，吸收率增加，光学带隙减小.本征Ga2O3薄膜在紫外、蓝光和绿光出现了发光带，Cu掺杂后紫外和蓝光发射增强，且在475 nm 处出现了一个新的发光峰.

为满足大气痕量气体临边探测的迫切需求，克服传统CzernyTurner光谱仪由于像散大导致空间分辨率低的缺点，设计了一种可以在宽波段内同时校正像散的改进型CzernyTurner光谱仪，光谱范围为0.3～0.7 μm，全视场角为2.4°，焦距为120 mm，相对孔径为1∶6.将离轴抛物面镜与改进型CzernyTurner光谱仪匹配设计了一个临边探测仪光学系统并运用光学设计软件ZEMAX对临边探测仪光学系统进行了光线追迹和优化并对设计结果进行了分析，结果表明该系统的像散得到充分校正，光学系统在各个谱段的光学传递函数均达到0.69以上，完全满足设计指标要求，也证明了所提出的在宽波段内同时像散校正方法是可行的.

双色红外光学系统能够同时获取长波红外与中波红外的波段信息，有利于目标的搜索和识别.本文针对红外热像仪的需求，对双视场/双色红外光学系统进行了设计.实现了4.4~5.4μm/7.8~8.8μm双波段同时清晰成像，在F#为2.68情况下，通过切换变倍组完成9°×6.75°/3°×2.25°双视场转换.通过红外材料与光焦度的合理分配实现了折射式被动消热差设计.设计结果表明，系统在－40℃~+60℃工作温度下，像面稳定、像质优良，能够满足红外热像仪的使用需求.

针对时间延时积分电荷耦合器件积分级数对成像质量的影响，提出了一种航天遥感相机中时间延时积分电荷耦合器件积分级数的最优选择方法.构造了典型成像系统的信噪比与积分级数关系模型和调制传递函数与卫星姿态角和积分级数的函数模型；以信噪比和调制传递函数的容许值为约束条件，推导出了任意条件下时间延时积分电荷耦合器件的可选积分级数区间并给出了最优的积分级数解，给出了对应的增益设置指导函数.运用仿真实验对该方法进行验证，并与传统方法进行比较，结果表明：该方法能够选取最优的积分级数，从而获得满足信噪比和调制传递函数指标的最佳成像质量；若该值不存在，依然能获取相对最佳的折中值和视觉效果；同时，本文成像效果优于传统方法.

根据机载激光通信的环境和链路距离，采用光电粗精复合轴结构，提出一种双探测器、双光轴机载激光通信复合轴捕获跟踪瞄准系统方案.对整个系统的光路结构进行了分析和优化设计，使粗跟踪精度达120 μrad，精跟踪系统带宽大于300 Hz，执行动态范围达5 mrad，跟踪精度达3 μrad，并成功实现通信距离17.5 km、通信速率1.5 Gbps，误码率达1E7的飞机对地面激光通信实验.

采用调制传递函数和波前像差分析方法，设计了基于偶次非球面反射镜和Zernike自由曲面反射镜构成的放大倍数为80，相对孔径为2.8的三个离轴投影成像系统.其中第一片反射镜M1表面为凹面用于减小第二片反射镜的尺寸及获得高的对比度，而第二片反射镜M2和第三片反射镜M3表面为凸面用于校正系统像差及获得更短的投影距离.经软件设计与分析，三系统中基于三片Zernike自由曲面反射镜的成像系统光学性能最好，调制传递函数实现60 lp/mm 时60%以上，畸变小于2.0%.与其它文献相比，基于三片Zernike自由曲面反射镜系统可以更好地消除像差，缩短系统厚度，增大系统的可视角与相对孔径.

微通道板光子计数成像探测器是嫦娥三号极紫外相机的关键成像器件，嫦娥三号极紫外相机被用于探测地球等离子层中极微弱的He+共振散射辐射，为了消除微通道板内部吸附的残余气体产生的离子反馈等背景噪音对探测器微弱信号成像性能的影响，需要对微通道板进行预处理.预处理包括高温真空烘烤和紫外光电子清刷.根据预处理的实验要求，设计了一套微通道板预处理装置，为微通道板预处理实验提供高真空环境和高温加热及保温功能.本文详细介绍了微通道板预处理实验的实现过程，对三片Z型级联的微通道板进行预处理实验后，背景噪音由27.09 counts/s·cm2降低为0.53 counts/s·cm2、空间分辨率达到125 μm，上述实验结果表明MCP在预处理之后其表面、亚表面和体内吸附的杂质气体得以有效去除，获得了稳定的增益，成像性能也得以改善.

采用感光性树脂+荧光粉进行了发光二极管平面自适应涂覆技术，实现了白光发光二极管荧光粉涂层的平面化工艺，使器件出光的亮度、空间色度均匀性较之传统封装工艺器件有了明显的改善，光斑及单管间色度、亮度偏差均小于6%.综合聚乙烯醇的感光和硅胶的物化、光学性能，在粉浆法工艺中采用乳化技术，实现了聚乙烯醇+硅树脂的多相结构的荧光粉平面涂层，有助于进一步改善荧光粉层的物化性能，而多相涂层有效折射率的提高更有利于提高器件的整体出光效率.由于感光性树脂其感光波长覆盖范围非常广，另外还可以通过光增感等技术使其感光波长范围变得其与发光二极管的发光波长相匹配，这样，对于各种荧光粉转化的白光发光二极管都可以实现平面涂层技术.由于大部分感光材料对紫外部分的吸收更强烈，所以对于紫外+三基色荧光粉的传统灌封技术将会得到明显的改善.

与腔内运行线偏振光的抖动陀螺相比，腔内运行圆偏振光的零闭锁激光陀螺对磁场更为敏感.为了减小零闭锁激光陀螺的磁敏感性，理论分析了其磁敏感特性.当左、右旋陀螺的比例因子修正相等时，陀螺零偏不随磁场的变化而变化，同时陀螺比例因子线性度也将得到改善.试验测试了零闭锁激光陀螺的磁敏感性，结果表明陀螺存在磁不敏感点.试验结果与理论分析吻合.与传统的被动磁屏蔽方法相比，通过主动控制使得零闭锁激光陀螺工作在磁不敏感点的方法对于降低该陀螺的磁灵敏度和提高准确度具有实用价值.

形态学算子反映了像素的空间相关性信息，将其应用于高光谱遥感图像端元提取可以有效地提升算法性能.本文针对已经普遍用于高光谱遥感图像端元提取的扩展形态学算子在像元排序规则和替换准则上存在的局限性，引入了基准向量的概念并给出计算方法，提出了修正扩展形态学算子.修正后的排序规则和替换准则避免了图像中不同类别交界处的交叉替换现象，保证了正确的覆盖方向，是提高端元提取效果的关键步骤.通过修正扩展形态学算子的基本膨胀和腐蚀运算，定义了相应的开闭运算和闭开运算，由此得出了端元判定向量，并给出端元提取算法的详细流程.基于扩展形态学的自动端元提取算法可以综合考虑光谱和空间信息，端元提取效果优于仅依靠光谱信息的算法.算法由IDL7.0实现，并在AVIRIS于Cuprite地区的高光谱遥感图像上进行实验，实验结果从光谱曲线相似性、端元平均相似度和相应地物分布图等方面证明了算法的有效性.

研究了基于差频光源的高分辨中红外激光光谱检测系统，差频中红外光源使用两台近红外半导体激光器作为种子光源，采用PPLN晶体作为非线性混频器件，结合准相位匹配技术实现了3.2~3.7 μm中红外相干光源输出，最大差频输出功率约为1 μW.以CH4为例检验了系统的高分辨红外光谱检测特性，选择CH4分子3 028.751 cm－1 v3基频吸收线作为分析谱线，10 cm光程的检测限为0.8 ppm.光谱数据分析表明，系统检测限主要受到标准具光学噪音的限制.

针对实验得到的光谱数据，应用偏最小二乘回归方法进行多变量建模，结果发现：血红蛋白的加入使建立模型的主成分数从一个变为三个，而对模型贡献最大的波长从459 nm变为432 nm和433 nm，说明偏最小二乘模型的原始光谱数据变量引进了血红蛋白的吸收噪音.结合偏最小二乘建模的原理与评价指标分析表明：较纯胆红素溶液而言，混合溶液模型预测均方根误差增大了24.90%，相关系数减小了0.29%，加入血红蛋白后的模型对胆红素浓度预测能力降低.进一步分析血红蛋白和胆红素及其混合溶液吸收光谱发现：在检测的紫外可见光波段两者吸收光谱发生重叠，两者混合溶液在408 nm处产生一个新的吸收峰，且相比同浓度血红蛋白吸收峰而言408 nm处吸收峰发生了减色效应，这是由于血红蛋白与胆红素混合会发生某些弱的键位结合引起的，新的吸收峰改变了建模所用的主成分数，降低了模型的预测能力.结果说明在胆红素经皮测量中必须采取措施减少血红蛋白的影响，才能提高胆红素经皮检测的准确度.

Zn3N2是一种宽带隙半导体材料，在温度高于400°C氧化可生成p型ZnO:N，p型ZnO:N在电子学和光电子学领域有广泛的应用.在NH3Ar气氛下，用RF磁控溅射金属Zn靶在玻璃衬底上室温制备了Zn3N2薄膜.用紫外可见分光光度计、X射线衍射仪、X射线光电子谱分析仪、荧光分光光度计对Zn3N2薄膜的光学透过、光学吸收、结构、化学键态和光致发光进行了测量，研究了NH3分压对Zn3N2薄膜的结构和光学特性的影响.XRD分析表明Zn3N2薄膜呈现多晶结构，具有(321)择优取向，Zn3N2 (321)衍射峰强度随NH3分压增加而增强.在NH3分压5%~10%制备的Zn3N2薄膜有较低透过率，透过率随NH3分压增加而提高. Zn3N2薄膜是间接带隙半导体，当NH3分压从5%变化到25%时，光学带隙从2.33 eV升高到2.70 eV. XPS分析表明Zn3N2薄膜在潮湿空气中容易水解.室温下Zn3N2薄膜在437 nm和459 nm波长出现了发光峰.

通过反应磁控溅射在n型硅和玻璃衬底上制备了p型CuO薄膜.使用X射线衍射仪和紫外可见光近红外光度计研究了p型CuO薄膜的结构和光学特性，得出其平均晶粒尺寸和光学带隙分别为8 nm和1.36 eV.通过研究其电压电流关系确定了在p型CuO薄膜和n型硅衬底之间形成了pn结.在AM 1.5光照条件下pCuO/nSi电池的开路电压为0.33 V，短路电流密度为6.27 mA/cm2, 填充因数和能量转化效率分别为0.2和0.41% .

报道了579 nm高功率KGd(WO4)2喇曼晶体外腔式喇曼黄光激光器的输出特性.基于808 nm脉冲激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷、腔内BBO电光晶体同步延迟调Q和Ⅰ类临界相位匹配的LBO晶体腔外倍频方案，并通过外腔式KGW晶体Ng轴二阶斯托克斯喇曼频移，获得了579.54 nm黄光激光输出.当脉冲信号重复频率为1 kHz、532 nm泵浦光最高平均功率为5.02 W、脉冲宽度为10.1 ns时，获得了最高平均功率2.58 W、脉冲宽度7.4 ns、峰值功率348.6 kW的579.54 nm二阶斯托克斯喇曼黄光激光输出；532 nm至579.54 nm的光光转化效率为51.4%、斜率效率为54.8%，光束质量因子M2x－579.54=5.829、M2y－579.54=6.336，输出功率不稳定性小于±2.35%.实验表明：外腔式喇曼结构能够高效地获得喇曼黄光，具有很高的光光转化效率及良好的功率稳定性，并通过脉冲LD结合同步延迟电光调Q可获得高重复频率、高平均功率、窄脉冲宽度和高峰值功率的黄光激光输出.

基于ANSYS有限元软件, 按有无内压作用, 分别对激光辐照下燃烧室壳体的温度场、热应力、应变与损伤进行了计算与分析.分析表明, 壳体的温度场分布与光束的功率分布一致, 光斑中心温度最高.壳体中应力最大值不在光斑中心, 而是位于光斑边缘处, 在壳体吸收的激光功率密度超过1 000 W/cm2时, 壳体中应力大于材料的强度极限, 壳体均会发生软化.在存在内部燃气压力的情况下, 壳体应力会产生局部集中, 沿壳体环向表面通过光斑中心中轴线区域很有可能裂口；相比较无内压的壳体, 存在内压的壳体中的应力和产生的形变均大于无内压时的壳体.因此, 为达到相同的毁伤效果, 在存在内压的情况下, 可以适当的降低激光的辐照强度.

采用传统熔融淬冷法制备了一系列新型(100－x) (4GeSe2In2Se3) －xAgI(x=20,30,40 mol%)硫系玻璃样品.利用X射线衍射分析、差热分析、可见近红外吸收光谱、红外透过光谱、喇曼分析等技术手段研究了该玻璃系统的组成、结构、热稳定性和光学特性等.利用Tauc方程计算出了样品的间接带隙;测试了部分样品在不同升温速率下的差示扫描量热曲线，并采用Kissinger法计算了玻璃样品的析晶活化能.X射线衍射数据表明,该玻璃体系在较宽的组分范围内有良好的非晶特性，成玻范围较宽；差热分析和析晶动力学研究表明,玻璃样品70(4GeSe2In2Se3)30AgI具有较好的热稳定性(ΔT=114℃)和较高的活化能(Ea=320.4 kJ/mol).随着AgI含量的增加，玻璃的短波吸收限蓝移，并且光学带隙有增大的趋势.此外，红外透过光谱分析表明该玻璃体系具有良好的红外透过性能，其红外截止波长不会随着AgI含量的增加而发生明显变化，皆为16μm左右.

采用共混法以聚硅氧烷微球作为光散射剂,聚甲基丙烯酸甲酯为基材制备光散射材料.研究了聚硅氧烷微球的粒径与浓度对光散射材料总光透过率与扩散率的影响并与理论模拟值进行了对比分析.研究结果表明，聚硅氧烷微球与聚甲基丙烯酸甲酯折射率匹配良好，较好地解决了光散射材料透光率与扩散率之间的矛盾，实现了高透射与高雾度的双重要求.当微球粒径为5 μm，填充浓度为0.6 wt%时，厚度为1 mm的光散射材料总光透过率为88.5%，扩散率为89.5%.可见光波段总光透过率基本不受光源波长变化影响.选取合适粒径，扩散率随光源波长变化也可降至最低，有效避免了波长色散现象.实验数据与理论模拟结果符合良好.

采用热蒸发法通过改变衬底放置条件在Si (111)衬底上制备出了ZnO纳米梳结构.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、分光光度计、场发射装置对样品的结构、形貌、光致发光光谱及场发射特性进行了分析.XRD结果表明衬底水平放置（A）和衬底竖直放置（B）制备出的样品均属于多晶六角纤锌矿结构.SEM结果表明两种衬底放置条件下的样品均为纳米梳状结构，改变衬底放置条件ZnO纳米梳的尺寸和形貌有明显改变，其中竖直放置衬底的样品B纳米尺寸较小且比较均匀.室温下的光致发光光谱表明样品B的紫外峰较样品A出现了蓝移，此外样品B的紫外峰强和可见光峰强比值较大，说明此样品的结晶质量较好.场发射特性测试结果表明两个样品的场发射都是通过电子隧道效应进行的，且样品B的场发射性能优于样品A.

提出了一种在相移数字全息中提取相移角的方法.该方法通过在相移数字全息中引入随机相位板对物光波的相位进行调制，使得物光波在全息面上的相位分布成为近似理想的随机分布，进而根据这种随机分布的统计性质对相移角进行提取.计算机模拟结果表明，该方法提取出的相移角与设定的相移角之间的相对误差小于千分之一.同时，经过对比采用随机相位板和不采用随机相位板的计算结果发现，物体衍射光波在全息面上的相位分布具有一定的相关性.

在颗粒的数字全息中，传统方法应用数值再现反演计算得到颗粒的相关信息，其中再现的判焦过程中存在繁琐费时的缺点.本文提出了一种基于希尔伯特黄变换方法的同轴粒子全息图分析方法.将粒子同轴全息图沿中心往外得到的单个粒子径向强度分布作为初始信号，根据希尔伯特黄变换方法中的经验模态分解首先将信号分解成几个本征模态函数，通过分析第一本征模态函数的希尔伯特谱，由拉依达法则剔除部分奇异点后做最小二乘线性回归分析，得到粒子的空间位置.该方法不需要对全息图进行重建，由信号自身构建基函数，有很强的适应性.理论模拟和实验证明，该方法计算速度快，准确度高，有望应用于全息图的实时在线分析.

波前编码是一种新型的光学数字混合二步成像系统，采用三次光学编码相位板可以得到系统的非对称点扩散函数和相当景深内模糊程度一致的中间图像.本文利用空间域光学成像模型，结合反镜像边界束缚条件以及矩阵的直积分解，提出一种基于双共轭梯度平方稳定算法(BiCGSTAB)的图像复原算法实现波前编码系统的数字解码.该算法具有计算量小、计算速度快，几乎没有边界效应等优点.在此基础上结合TMS320DM642平台并行计算的特点，将新的算法重新优化并移植到TMS320DM642平台上.整个平台由图像采集模块、图象显示模块以及外部存储器等模块组成.通过专门设计的光学系统，分别对物距为1m、5m和10m处的物体以及人像进行成像.对中间模糊像的恢复实验结果表明，新的算法在TMS320DM642平台上图像复原速度快，效果好，为波前编码系统的真正便携和实用提供了可能.

提出了一种基于非下采样Contourlet变换（NSCT）域图像去噪算法.首先根据尺度间与尺度内的NSCT系数之间的相关性，用非高斯分布模型对NSCT系数与其邻域系数及父系数进行建模，给出分类准则，把系数分为重要系数和非重要系数，再采用广义高斯分布来模拟重要系数的概率分布，根据贝叶斯理论得到自适应阈值，并求出最佳参量范围.为了克服软、硬阈值函数的缺点，提出一种自适应的新阈值函数，利用新阈值函数估计出不含噪音的变换系数，并通过非下采样Contourlet逆变换得到去噪后的图像.仿真实验表明，本文方法在峰值信噪比、结构相似性与视觉效果上均优于目前许多优秀的去噪算法.