研究了两种基于梯度的优化算法用于连续波近红外光断层成像的情况.分析了现有优化算法存在的收敛速度慢,空间分辨率低等缺点的产生原因.为减少计算量并提高重构精度,采用了一种空间位置加权的基于梯度的优化算法.仿真结果显示空间位置加权的优化算法可有效地用于连续波近红外光断层成像.

提出了一种基于滤波器组的图像融合方法,用以融合高空间分辨率全色图像和低空间分辨率的多光谱图像.在高空间分辨率全色图像经过多通道滤波器组分解的基础上,用多光谱图像直接替换全色图像低频子图像的方式进行融合处理;最后对替代后的子图像进行滤波器组重构得到融合后的图像.实验结果表明,通过调整滤波器组的通道个数,该方法能够使融合图像中空间信息和多光谱信息获得更好地折衷.

激光回波阵列探测技术由于其低耗高速等特点,正在受到研究者日益关注.单元器件阵列化和线阵电路是两种投入实际使用的技术.文章介绍了此类系统设计参数的选择方法.提出了推帚式激光三维成像系统组成方案,以此作为依据设计了原型系统,并对设计中应该注意的重点问题进行了研究.

研究了1MeV电子辐照对中波碲镉汞光导器件的影响.通过测试辐照前后光导器件的室温和低温体电阻、响应光谱、电流响应率和探测率等性能参数,结果发现经过电子辐照,器件的峰值和截止波长在辐照后向短波方向移动.在辐照剂量大于1015/cm2时,器件的室温电阻和响应率明显下降.探测率由于噪声的影响无明显变化趋势.

首次以ZnS为源,采用化学气相沉积法在抛光的Si单晶片衬底上生长晶态的ZnO纳米颗粒,其形貌、尺寸和密度都与气体流量、衬底温度、生长时间以及有无催化剂等生长条件密切相关.在没有Au催化的条件下,ZnO颗粒呈圆形颗粒,直径多在30-200nm之间,密度为10⁴-10⁹cm^-2;有Au催化的条件下,ZnO纳米颗粒呈六边形,平均尺寸明显变小,在10-100cm之间,而密度显著提高,为10⁸-10¹⁰cm^-2.所制备的纳米ZnO颗粒在497nm和376nm附近分别有很强和较弱的光致发光.

采用磁控溅射方法在石英玻璃上制备了PbZr_xTi_1-xO₃(PZT)(x=0.52)非晶薄膜,并测量了200～1100nm的紫外-可见-近红外透射光谱.基于薄膜的结构和多层结构的透射关系,发展了仅有6个拟合参数的光学常数计算模型.利用该模型,可以同时获得薄膜在宽波段范围内的光学常数和厚度,得到折射率的最大值为2.68,消光系数的最大值为0.562,拟合薄膜厚度为318.1nm.根据Tauc′s法则,得到PZT非晶薄膜的直接禁带宽度为3.75eV.最后,利用单电子振荡模型成功地解释了薄膜的折射率色散关系。

阐述了利用Rugate膜系理论设计宽角度减反射薄膜的方法,从理论上分析了在宽角度的情况下,偏振产生透过率不同的原因,模拟设计了光谱区在1500-1600nm波段,入射角从0度到80度宽角度减反射薄膜,探索出了一条新型膜系设计的途径,其优化结果是较为理想的.这一研究方法如能在太阳能、光纤通信、航天、激光等领域应用,将大大地提高光能的利用率,具有重要的应用价值.

首先根据遥感影像空间分辨率较低,局部区域内图像纹理变化不大的特点,对遥感影像进行合理的分块,使得各分块具有单一的主纹理特征;然后利用Gabor小波变换提取各图像块的纹理特征向量,并通过简单的循环移位算法,方便的形成方向无关的纹理特征向量;进而引入改进的棋盘距离来描述图像块间的相似度,最后使用无监督聚类算法对影像块进行分类,达到了很好的分类效果.

首次报道了集成中波1/中波2(MW1/MW2)的HgCdTe红外双色探测器的材料生长、器件制备及其性能.采用分子束外延(MBE)技术,生长了p-p-P-N型Hg_1-xCd_xTe多层异质结材料.通过B+注入、台面腐蚀、爬坡金属化、台面侧向钝化及互连等工艺,得到了80元的原理型HgCdTe红外双色探测器.纵向上背靠背的2个光电二极管分别有电极输出,确保了空间上同步和时间上同时的探测,并能独立地选择最佳工作偏压.它适于常规的背照射工作方式,且有大的空间填充因子.在液氮温度下，2个波段的光电二极管截止波长λc分别为3.04μm和5.74μm,对应的R0A值为3.85×105Ωcm2和3.02×102 Ωcm2.测得MW1、MW2的峰值探测率D_λp*分别为1.57×1011cmHz1/2/W和5.63×1010cmHz1/2/W.得到2个波段的光谱响应,且MW2光电二极管的光谱串音为0.46%,MW1光电二极管的光谱串音为6.34%.

研究了在实际应用中影响目标不变矩稳定性的各种因素,包括高斯模糊、有限观测区域和离散化处理等.分析了在这些因素影响下不变矩的变化规律和误差.并对离散条件下不变矩的误差进行了分析.实验证明得出的具有模糊不变的不变矩,能对经过旋转比例变换且模糊的物体进行准确识别.这些研究和分析为不变矩在实际成像识别系统中正确有效地应用提供重要的理论和实验依据.

对在SiC衬底上采用MOCVD方法制备的GaN和GaN:Mg薄膜进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和拉曼散射光谱的对比研究发现:两种样品均处于张力作用之下,但是GaN:Mg样品却由于Mg的掺杂会在样品中引入更多的缺陷和位错加剧薄膜的无序化程度,致使薄膜质量变差;其次因为Mg原子半径比Ga原子半径大,所以当Mg替代Ga以后会引发压力应力,从而使薄膜张力减小,最后通过计算说明对于GaN:Mg样品而言,除了载流子以外,薄膜质量同样也会对A₁(LO)模式产生影响.

报道了光存储效应在一种特殊设计的光存储单元Ⅰ-Ⅴ特性上的响应.当单元偏置在光存储模式下,越过禁带的光激发会产生一个台阶状的电流阶跃.利用瞬态光电流测试装置测量电流阶跃处的瞬态响应,验证了"开→关"光电流下降沿主要反映了光照消失后原先被存储起来的电子、空穴的衰变过程.其时间常数是光存储时间的一种度量,而光照下所出现的台阶状电流阶跃则是光子存储效应在Ⅰ-Ⅴ特性的反映.

针对雷达目标一维像识别问题,提出了一种基于组织协同进化分类算法的识别方法.该方法与现有进化分类方法的不同之处在于它的进化操作直接作用于样本而不是规则,采用了一种自下而上的搜索机制,即先使若干样本的集合得到进化,再从进化结果中提取规则.这样有利于避免在进化过程中产生无意义的规则.该方法不需要进行特征提取;对于高维数据,不需要预先进行降维处理;没有复杂的运算,训练和识别的速度都很快.对3种飞机微波暗室实测数据的识别实验表明,该方法性能稳定,优于基于支撑矢量机与子波核函数的方法,识别率均达到了96%以上.实验中还对算法的抗噪能力进行了测试,获得了良好的效果.

利用傅立叶变化红外(FT-IR)二维样本和波数相关光谱研究了水溶液中牛血清白蛋白(Bovine serum albumm)的热动力学过程.二维样本相关分析的结果给出了牛血清白蛋白随温度变化的趋势,表明牛血清白蛋白剧烈的结构变化开始于66℃;而二维波数相关分析提供了在升温过程中牛血清白蛋白结构上变化和各结构变化次序的细节.研究显示了二维相关光谱在蛋白质热变性分析中的重大作用.

对梯度折射率半透明介质内辐射热平衡温度场进行了计算,考察了黑壁面及镜反射半透明界面时,线性和正弦两种不同折射率分布对温度分布的影响.当介质层边界为黑壁面,辐射能从光密介质向光疏介质传递时发生全反射导致某个热源在换热中的作用增大.当介质层具有镜反射半透明边界,除上述作用外,界面处的辐射换热也对介质内温度场产生影响.

根据电磁场理论导出了3mm涂层隐身材料的辐射率.在此基础上建立了涂层隐身材料的辐射计天线温度模型.给出了天线温度与涂层材料的厚度、相对介电常数、相对磁导率之间的定量关系.并将数值计算结果与实际测量值进行了比较,其结果的一致性说明了该模型的有效性.

制作了2种形式的铟凸点:即直接蒸发沉积的铟柱和将铟柱回流得到的铟球.同时对比了铟柱和铟球2种凸点的剪切强度,测试结果表明铟球剪切强度为5.6MPa,铟柱的剪切强度为1.9MPa,前者约为后者的2.9倍.对铟凸点微观结构的X光衍射分析发现:铟柱剪切强度低是织构弱化所致;铟球剪切强度高是由于回流破坏了铟柱的理想(101)丝织构模式,从而提高了铟球的剪切强度.

通过将非线性光学厚介质进行切片,对厚介质的非线性吸收进行了理论分析,所得解析结果同样适用于强的非线性区域.对近场情况进行了系统和全面的分析,获得了对于光限制器设计以及Z-Scan理论分析和实验有价值的结果.

研究自然背景下红外图像中目标分割的问题,提出了一种基于形态学的红外目标分割方法.该方法先利用形态学滤波,对红外目标图像中的噪声和微小的干扰区域进行滤除,接着根据提出的计算图像形态梯度的多尺度算法提取图像梯度,而后用改进的分水岭算法对图像进行分割,最后针对过分割问题提出了一种新的区域融合方法.实验结果表明,该算法能较好地解决红外图像中的目标分割问题.

图像超分辨率重建技术旨在复原成像系统截止频率之外的信息,提高图像的分辨率.针对单幅光学图像,提出了基于分层的超分辨率重建方法.在算法的实施过程中,提出一种级联模板的快速运算方法.实验结果表明了方法的简洁和有效性.