为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响，引入表面曲率半径，通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场，讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响。结果表明，引入粗糙表面的曲率半径，对三色激光散斑自相关测量法是可行的。粗糙表面曲率半径越大，其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近。曲率半径越大，散斑延长率愈大，并且表面粗糙度测量误差越小。因此，在实际测量中，应该考虑表面弯曲对测量粗糙度精度的影响。

新型热释电材料弛豫铁电单晶(PMN-PT)，其具有优异的压电效应和热释电效应，对外界的干扰也更加敏感，制成传感器后会产生更多的噪声。针对新型红外传感器读出信号中噪声的产生机理、特点进行了分析与研究，利用计算机仿真出的带有白噪声和1/f噪声,信噪比为0 dB左右的读出信号模型，分别使用自相关算法和小波降噪算法对其进行降噪处理，最后使用现场可编程门阵列(FPGA)实现了对实测信号的小波去噪。结果表明，自相关算法只能降低白噪声，降噪后信噪比提高了5.5 dB；小波降噪算法对温度噪声、白噪声和1/f噪声等都有效果，降噪后信噪比提高了15 dB。

为克服大气湍流引起的随机和深度衰落影响，将Turbo乘积码(TPC)引入无线光通信系统中。在构建大气无线光系统模型基础上，分析了TPC的抗突发错误能力，推导了弱湍流和高斯级联信道下接收信号的置信度度量计算方法，并对TPC编码前后大气无线光通信系统差错性能及不同参数的影响进行分析。结果表明，TPC可以有效补偿大气信道中的随机和深度衰落影响，使系统具有较强适应湍流变化的能力。为获得较高编码增益，TPC应首选高码率码型作为子码，同时兼顾纠错能力，迭代取3～4次时可较好平衡译码性能与复杂度。

光纤的色散管理与控制是设计光电子器件中必须考虑的重要因素。光子晶体光纤(PCF)作为一种新颖的光传输介质，由于其自由的结构设计，使它在色散控制与管理方面优于常规的通信光纤，因此在很多方面有巨大的应用前景。介绍了改变PCF的几何结构对其色散的控制以及实现平坦色散的实例，着重回顾了近年来PCF在色散平坦方面的结构设计，总结了色散平坦PCF在实际中的一些应用情况。

通过电场传输理论，结合实验研究深入分析了基于亚波长直径微纳光纤的串、并联双环结构。建立了两种结构的数学模型，结合得到的数学公式利用Matlab进行了数据仿真.通过实验，分别得到了两种双环结构谐振腔的实际输出光谱。实验结果与理论仿真取得了较好的吻合。

相干光通信技术是提高接收机灵敏度，发展大容量高码率激光通信系统的重要技术手段，光学桥接器将信号激光和本振激光链接到光电探测器进行相干探测处理，是相干光通信系统的关键器件之一。对近20多年来发展的光学桥接器进行了总结和分类，介绍了不同光学桥接器的原理、构造和性能，分析了光学桥接器的关键技术。

利用ZEMAX软件进行多模光纤准直器的设计。在ZEMAX开发环境下建立多模光纤准直器光路系统的理论模型，通过人工优化的方法，设计并制作了可调焦的多模光纤准直器，仿真结果与实际结果相一致，证实了利用ZEMAX进行多模光纤准直器设计的可行性和准确性。利用所建立的模型，分析了各种因素对光纤准直器耦合效率和准直度的影响。

基于耦合模方程，利用含有时间推移变量的传输矩阵方法对非线性布拉格光栅(NLBG)双稳特性进行了理论分析，结果表明：在稳态情况下，不同切趾参数对NLBG双稳开关的阈值影响不同，并且正负切趾具有明显的光隔离器特点。考虑连续波输入，NLBG表现出的双稳开关特性在动态情形下极易出现一定周期性的自脉动，而且当输入光强增大到临界光强，输出可由自脉动转变为混沌状态；考虑切趾参数一定时，耦合系数的增大会导致脉动基座宽度和频率减小，当耦合系数达到一定数值后，输出状态将转变为弛豫衰减振荡。

移相干涉技术是高精度面形检测的主要手段之一，但当图像中含有大噪声和大块无效区域时，解包却是一个难题。将噪声点分为残差点和不连续点，对残差点采用三点邻域的组合对其进行判定，对不连续点在解包前后进行两次标记，并在解包后利用邻域有效点的均值来复原噪声点，从而改进和完善了种子点解包算法。仿真结果表明,改进后的算法有较强的噪声抑制能力，有效解决了在大噪声、大块无效区域情况下图像的相位解包问题，且解包出来的图像中不再含有大的噪声，可用均值滤波进行平滑处理。

幸运成像技术是一种基于目标序列短曝光图像选取、配准、叠加的事后处理方法，能够有效降低大气湍流导致的成像闪烁和抖动对图像质量的影响，提高地基望远镜的成像分辨率。首先介绍了幸运成像技术的基本原理和处理流程，然后应用该项技术，对新月月面进行了幸运成像观测实验，给出了对获得的图像进行处理和分析的结果。处理结果表明，幸运成像技术能够明显地提高空间目标通过湍流大气后的成像质量。对处理结果用小波变换的方法进行了图像增强，给出了增强结果图像和像质评价，增强结果表明，图像增强能够进一步提高幸运成像结果的质量，改善结果图片的视觉效果。

从图像降质模型出发，研究运用最大后验概率(MAP)估计法实现图像超分辨率重建。简单介绍了MAP方法的发展现状，并分析了该算法中存在的缺陷，即目标函数的吉布斯(Gibbs)项对于重建图像的噪声抑制力不均衡。针对该缺陷采用原始低分辨率图像插值后图像的梯度场对MAP目标函数的Gibbs项系数进行修正，使该系数对各像素根据相应梯度值自适应的调整，在一定程度上均衡了目标函数对于不同梯度值区域的约束力。采用共轭梯度法对改进前后MAP算法分别求解并进行了仿真。结果显示相比传统MAP算法，改进的MAP算法得到的超分辨率图像,既很好地恢复了细节，又很好地抑制了重建过程中引入的噪声，总体像质有了明显提高，同时在迭代求解过程中也表现出很好的收敛性与稳定性。

对基于投影条纹图像的三维轮廓成像术中的图像预处理方法进行了分析和研究。针对条纹图像在条纹方向数据同性、对滤波窗口形状、大小和方向比较敏感的特点，提出了方向自适应滤波方法。该方法首先运用重心法计算条纹的方向，并根据直线拟合的线性相关度调整滤波窗口的大小，以取得更为准确的条纹方向。然后调整滤波窗口的方向，使之与光栅条纹的方向一致，最后再根据滤波效果优化窗口在长宽方向的参数，使之充分利用光栅条纹图像在条纹方向上的数据同性的特点，有效避免了条纹法线方向的数据变化对滤波带来的影响。实验结果表明，该方法比其他常规的单一方向的矩形、圆形窗等滤波方法具有更好的滤波效果。

随着光通信的高速发展，精确测量高性能光调制器的高速性能的需求与日俱增。为了精确测量一个频响特性高达35 GHz的光调制器，搭建了一个40 GHz的器件高速性能测试系统，其中一个主要仪器为安捷伦公司生产的40GHz矢量网络分析仪。提出了一种新颖的误差去除模型，以获得光探测器的本征响应，提取结果与厂家提供的测试报告吻合。另外，根据测量得到的光调制器调制曲线，将调制器设置最佳工作点，并测量其眼图以保证调制器处在最佳工作状态。利用功率扫描法精确测量了调制器的半波电压,其他的一些重要参数也被测量。

利用沿谐振腔体的一维数值模型着重研究了采用纳米压印技术制作的λ/4相移光栅分布反馈半导体激光器(QPS-DFB-LD)的光谱特性对谐振腔体参数的依赖性。通过将理论计算的结果与实测光谱对照，抽取了用于理论计算的QPS-DFB-LD模型参数。计算结果表明，相移区对中心位置的偏离量较小时(不超过10%)不会对器件的光谱特性造成很大影响，而仅仅是带来微小的蓝移和边模抑制比(SMSR)的变化。而当相移区对中心位置的偏离实际存在时，距离相移区较近的一端光输出功率增大而另一端光输出功率减小，并且距离相移区较近的一端输出光谱SMSR略高。器件两端蒸镀减反膜后所残留的反射率仍会使激射模在一定范围内产生漂移，并使其SMSR产生一定程度上的劣化。

在研究多道激光熔覆稀释率时提出基材相对稀释率概念及其计算公式，并从冷却时间、搭接中心偏距和搭接率研究第一道对第二道的热效应以及基材相对稀释率。结果表明,GH4033在自然冷却情况下需要经历较长的冷却时间(360 s)才能明显减小第一道对第二道的热效应，基材相对稀释率才会接近0；搭接中心偏距越大，基材相对稀释率越小；多道激光熔覆比较理想的搭接率为50%。

激光热刻蚀技术是近年发展起来的利用激光热刻蚀薄膜的热变化阈值特性突破光学衍射极限进行纳米图形制备的新技术，在亚波长纳米结构器件和高密度光盘母盘制造等领域具有广阔的应用前景。阐述了激光热刻蚀技术的基本原理和特点,以及对激光热刻蚀材料性质的要求，综述了相变型激光热刻蚀薄膜材料(包括硫系相变薄膜材料、金属亚氧化物薄膜材料和陶瓷复合薄膜材料)、热分解型激光热刻蚀薄膜材料和化学反应型激光热刻蚀薄膜材料的最新研究进展。分析并总结了无机激光热刻蚀材料的激光热刻蚀机制，在此基础上对无机激光热刻蚀材料的发展趋势和前景进行了探讨。

随着光学相干层析(OCT)技术在生物医学成像领域日趋广泛的应用，分析和提取OCT图像中所包含的生物组织信息、对相关特征加以识别，并最终应用于疾病的辅助诊断和诊疗效果的追踪，已经成为一个重要的研究方向。国内外研究者就此提出了多种不同的方法，其中纹理分析方法得到了最为充分的研究，显示出良好的实用性。对纹理分析在生物组织光学相干层析图像信息提取和特征识别中的应用进行了详尽地阐释，分析归纳了各种方法的特点和可能存在的问题。

采取不同基体性能的固结磨料抛光垫(FAP)，在相同的化学机械抛光(CMP)参数下，研究了溶胀率和铅笔硬度等基体性能对K9光学玻璃加工时的材料去除率(MRR)和三维轮廓表面粗糙度(Sa)等加工性能的影响规律。结果表明,溶胀率和铅笔硬度两个基体性能指标共同影响着工件的MRR和表面粗糙度。随着基体溶胀率的增大，工件的MRR降低，而工件的表面粗糙度变大；随着湿态铅笔硬度的增加，工件的MRR也相应增大，而工件的表面粗糙度依据溶胀率的某一值呈现先增大后减小的趋势；同时亲水性FAP能对工件进行长时间持续稳定加工，可说明具有自修整功能。

采用有限元法分析了基于金纳米层的新型微结构光纤表面等离子体共振传感器的相关特性。在数值仿真中，使用精确的德鲁德洛伦兹(Drude-Lorentz)模型来描述金属介电常数。计算结果表明，随待测样品折射率的增加，表面等离子体共振峰波长向长波长方向漂移。该微结构光纤表面等离子体共振传感器的探测灵敏度可达1200 nm/RIU(refractive index unit)，探测极限可达8.33×10-5RIU。

近年来，随着太赫兹(THz)技术的快速发展，它在安检、航空航天、生命科学、化学等领域展现了巨大的应用前景。在安检领域，由于许多炸药及其相关材料在太赫兹波段具有特征吸收谱,许多非金属、非极性材料对太赫兹波是透明的,因此爆炸物太赫兹光谱探测技术具有巨大的潜力，受到了国内外的高度重视。介绍了国内外利用太赫兹波进行爆炸物光谱探测技术的研究现状及太赫兹光谱探测技术的新进展，综述了在固态爆炸物和气态爆炸物的特征吸收光谱研究方向所取得的成果。最后总结了目前存在的技术难题，展望了未来的发展趋势。