利用稳健控制理论优秀的处理控制系统不确定性扰动问题的能力，将稳健控制方法应用于自适应光学系统中控制器的设计是自适应光学领域一个新的发展方向，国外已开展了大量研究工作，国内相关研究还处于起步阶段。为更好地促进稳健控制在自适应光学中的研究与应用，对现有的研究成果进行了梳理和回顾。简单介绍了稳健控制的基本概念和实质，概述了国内外对自适应光学系统中稳健控制的研究和应用发展现状。总结了现有研究成果，讨论了自适应光学系统中常用的几种稳健控制方法以及常见的几个基本问题，并对未来稳健控制在自适应光学中的发展和研究进行了预测和展望。

随着20世纪90年代末光子晶体光纤的问世，人们利用这种具有诸多优良特性的新型光导纤维极大地拓展了制造超宽带、高亮度相干超连续谱光源的研究空间，大批新技术、新方法不断涌现。在实际应用中，采用在宽波段范围内产生的平坦超连续谱光源，不仅可以满足系统对光谱带宽的要求，还能提高测量精度，降低功率均衡的技术难度，平坦超连续谱光源已成为国内外研究机构的重要研发方向。简要介绍了国外各机构的相关研究项目信息，对利用超短脉冲及连续光抽运光纤产生超连续谱及光谱调控技术的发展现状进行了总结，对平坦超连续谱的发展方向进行了展望。

采用新型3D传感器能够便捷地同时获取多场景、多视觉和多目标彩色和深度信息的RGB-D图像，利用其在物体重叠和遮挡下深度信息对颜色和亮度的不变特点，有效提高RGB-D图像分类的精度。对微软Kinect设备的发展及原理做详细介绍；介绍了现有的RGB-D数据集；对现有RGB-D图像特征提取与分类方法进行了归纳、分析和比较；阐述RGB-D图像分类的发展趋势。

光互联技术相对于传统的电互联技术具有高速、高带宽、低功耗、低损耗和抗电磁干扰等优势，在高性能计算机、高速交换系统及波分复用（WDM）终端等方向都具有巨大的应用前景。板级电路在电子系统中占据主导地位，就国内外板级波导光互联技术研究现状进行了阐述与分析，并对光电印制电路板（EOPCB）国内外发展水平进行了对比，为我国在该技术领域未来的主要研究方向及重点提供参考。最后对板级光电互联技术的发展趋势进行了展望。

导引头的抗干扰能力已成为衡量导弹性能的重要指标，针对常见的烟幕干扰，提出了激光/红外(IR)复合导引头的抗干扰策略。在分析烟幕对激光/红外制导干扰机理的基础上，分别就其对透射率与作用距离的影响展开分析计算。分析了目前红外成像导引头抗烟幕干扰的策略及存在的问题，并结合激光获取的目标距离信息，提出了复合抗干扰策略。

为研究正交偏振云气溶胶激光雷达（CALIOP）最新Version 4（V4）版产品与Version 3（V3）版产品全球大气气溶胶和云衰减后向散射特征的差异及其对以往研究可能造成的影响，利用2011年1、4、7、10月CALIOP 这两个版本的数据，对20.2 km海拔高度内全球范围云和气溶胶样本点的532 nm总衰减后向散射、1064 nm衰减后向散射、总衰减颜色比进行了概率分布统计,并对两个不同版本相应数据的相对偏差做出统计分析。结果表明，云或气溶胶V4版与V3版散射数据的相对偏差趋于正值，夜间数据的变化比日间数据明显。V4版与V3版云的日间532 nm总衰减后向散射、1064 nm衰减后向散射及总衰减颜色比的相对偏差均值分别为3.40%、4.66%和1.18%，而夜间的则分别为2.80%、8.00%和5.33%。气溶胶的532 nm总衰减后向散射、1064 nm衰减后向散射及总衰减颜色比的相对偏差均值日间分别为1.14%、6.94%和5.62%，夜间分别为3.33%、10.92%和7.64%。

基于暗原色先验理论在图像的去雾方面有非常好的效果，提出了一种将暗原色先验理论用于大气能见度测量的方法，克服了气象能见度仪成本昂贵且难以大范围架设的缺点。对拍摄雾霾图像的不同区域进行亮度分析以便选择合适的目标区域进行透射率估计，通过优化去雾系数并使用引导滤波细化透射率获取较为准确的透射率，从而求得大气消光系数及大气能见度。将大量雾霾图像处理的结果与前向散射仪(CJY-1G）测量的数据进行比较，二者基本一致，本方法与CJY-1G测量结果的误差在±15%之内，符合能见度观测的应用要求。

利用频域有限差分法，分析了两种典型晶硅电池结构的Ag背反镜的吸收损耗。研究表明：平板型晶硅电池Ag背反镜的损耗主要是由本征吸收和导模共振吸收引起，而表面等离子体共振吸收使TM模的吸收峰峰值大于TE模的吸收峰峰值；织构型的晶硅电池内部光场分布复杂，可在光垂直入射情况下，使TE模和TM模均在有源层中出现较强的导模共振效应，且TM模还可在Ag背反镜中激励起等离子体共振效应，从而使织构型晶硅电池Ag背反镜的吸收谱表现为多峰值特性，且其吸收峰峰值大于平板型晶硅电池的吸收峰峰值。

提出了一种基于多模干涉效应(MMI)的单模-多模-间隙-单模（SMGS）光纤悬臂梁振动传感器。采用光束传播法（BPM）对这种结构的光传输性能进行数值模拟，并通过有限元分析方法对光纤悬臂梁进行了振动模态分析，从理论上优化设计了该类光纤振动传感结构。在实验上制备了长度为22 mm的悬臂梁结构，详细研究了多模区光纤的长度对声频振动响应的影响。实验结果表明，该SMGS振动传感器在130 Hz时响应效果最好，对应的声压灵敏度为4 mV/mPa，线性相关系数为0.9962，线性度和可重复性良好，并且实验结果和理论模拟结果相符合。这种光纤振动传感器具有制备工艺简单、成本较低和灵敏度高等特点，有望应用于对某些具有特殊振动频率点的远距离振动传感。

针对无线紫外光通信特点及直升机降落过程中的信道特征，设计无线紫外光通信方法，利用LED阵列结构，实现对直升机的降落区域引导及空地紫外光通信。基于紫外光在真实空间的传输特点，从路径损耗、信噪比等方面探索无线紫外光通信在不同收发仰角条件下的性能差异。使用日盲紫外光LED光源及光电倍增管作为收发器件，对提出方法进行实验验证，获得不同收发仰角条件下紫外光传输的路径损耗及信噪比。直视通信性能最佳，收发仰角在30°以内的通信性能更适用于实际情况，收发仰角大于30°时通信性能快速下降。

设计了一种一次性制备双边调制布拉格波导光栅的新方法。通过周期性改变波导的宽度实现波导光栅的空间调制，其优势是利用波导的制备工艺将波导及光栅一次性制备，工艺简单。基于转移矩阵理论，研究了该结构的波导光栅反射谱特性与波导宽度、波导宽度差、光栅占空比及波导宽度变化的形状的关系。结果表明，双边调制比皱阶调制3 dB带宽明显变大，最大反射率稍有增大。当波导宽度差不变时，随波导宽度增大，最大反射率和零值带宽都随之减小。当波导宽度不变时，随波导宽度差增大，最大反射率和零值带宽都随之增大。当波导宽度与波导宽度差均不变时，光栅占空比为1/2时最大反射率最高，零值带宽最大。且波导宽度差足够大时，可通过改变占空比来改变零值带宽。波导变化的形状对波导光栅的反射谱性能影响较小。

利用还原氧化石墨烯和侧边抛磨光纤制作了一种新型的基于石墨烯的光纤甲苯传感器。传感器可在室温环境下工作，响应及恢复时间均约为256 s，对甲苯浓度（体积分数）的最低检出限小于等于7.9×10-5。传感器在对低浓度甲苯的探测中具有良好的线性及可恢复性。基于传感机理理论模型的估算表明，石墨烯的掺杂水平对传感器的灵敏度具有重要影响，石墨烯化学势的适当提高可以显著提升传感器的灵敏度。滞留水分子对传感所带来的影响也可通过对湿度的监测和控制加以评估及利用。传感器在实现低功耗、低制作成本、较高的灵敏度、快速响应及可有效恢复的甲苯探测中具有很大潜力。

基于As2Se3和As2S5两种硫系玻璃，设计了一种结构简单、易于拉制，且在中红外具有双零色散波长的全固微结构光纤。利用有限时域差分法对该光纤的有效折射率、有效模面积、非线性系数、色散系数及群速度进行了数值分析，结果表明，随着As2S5棒直径和棒间距的变化，中红外区域的2个零色散波长位置在很大范围内可调，尤其是第2个零色散波长最大可达7388 nm,零色散波长间距可以从2706 nm连续调节至3773 nm，为中红外非线性光纤光学及其应用提供了一定的理论指导。

提出了一种依托智能移动终端实现可见光室内定位的方法，该方法通过终端成像组件获取发光二极管光源标签和图像信息，根据光源间的成像位置关系和图像焦距，利用几何光学成像原理计算终端位置坐标。通过可见光成像定位系统模型和几何光学成像原理建立非线性系统模型，使用改进无损卡尔曼滤波算法完成最终的位置解算，理论仿真和实验系统均验证了所提方法的可行性。数据显示该方法能够实现分米级的高精度室内定位。

手脸近距遮挡属于深度传感器应用中具有代表性的难点问题，针对该问题提出了一种综合利用颜色与深度信息的手势识别方法。采用核模糊C-均值聚类，对手脸遮挡图像进行粗分割和灰度增强，实现手脸分离。引入初始化水平集函数，解决聚类方法导致的手势区域像元缺失问题。利用基于深度信息的梯度方向直方图(HOG) 特征对手势进行分类识别。通过采集不同人体手脸近距遮挡情形下的多种手势图像建立了样本数据库，进行了对比实验，实验结果验证了该方法的可行性和有效性。本文方法能有效分离近距遮挡的手和脸，提取得到相对完整的手势信息，深度HOG特征能够对手势空间信息进行精确描述，具有比传统形状特征更准确的识别效果。

公路横纵坡的传统人工检测方法速度慢、精度差、效率低、需交通管制，在实时性、灵活性和安全性等方面存在严重不足。采用4台激光测距机（LRF）形成激光测距阵列，结合全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（IMU）构建测量平面，实现公路横纵坡的检测。设计了一种基于相对运动的标定方法，通过获取激光测距阵列的偏差角修正前期测量数据进行标定，从而有效提高了测量精度。最后在实际路段进行检测，结果显示经过标定后测量精度提高了5% 左右，横纵坡数据测量重复度达到95% 以上，相关度均达到99.9%，完全能满足公路路基路面现场测试规程要求。

提出一种利用多次全反射共光程外差干涉技术测量微小应力的光学方法。将一个具有两种偏振状态(s偏振与p偏振)的外差光源入射，通过光栅产生+1阶衍射光，光栅受拉应力的拉伸使周期发生变化，+1阶衍射光发生角度偏移。+1阶衍射光入射至长条棱镜内产生全反射，造成s偏振光与p偏振光之间相位差的变化，将该相位差代入推导得到的光栅应力关系中即可求出拉应力。利用棱镜内多次全反射可提高测量精度。根据模拟测量结果可得，入射角为-5°、光栅周期为10 μm、全反射次数为30时，拉应力对相位的灵敏度为1.500 N/(°)，解析度为0.015 N。该方法具有结构简单、测量快速、灵敏度高及不受外界干扰等优点。

在分析两路反馈外腔结构自混合干涉（SMI）模型的基础上，对两路自混合干涉信号的处理方法进行了理论分析和仿真验证。在弱反馈水平下，利用希尔伯特变换原理实现了两路合成信号相位的重构，并对合成信号相位分解得到了两路外腔反射体位移的波形，最大误差小于1.5 rad。在对含噪的两路自混合干涉信号进行预处理时，采用小波软阈值和集合经验模态分解（EEMD）相结合的算法，达到了良好的去噪效果。

提出了一种基于黄金分割比的新型长程介质加载表面等离子激元波导(LR-DLSPPW)结构，在通信波长λ0=1.55 μm情形下，运用有限元法对这种波导基模的归一化电场分布、模式有效折射率、衰减常数、传播长度、模式宽度、品质因数和耦合长度等传输特性参数进行了仿真分析计算。结果表明，与不具有黄金分割比的类似波导相比，基于黄金分割比的LR-DLSPPW具有较长的传播长度1.36 mm和较小的模式宽度1.35 μm；另一方面，当介质脊面积保持为0.9 μm2不变且介质脊高宽比值取为黄金分割比时，其品质因数会出现一个超过6.15×105的最大值。此外，当相邻波导之间的间隔超过3 μm时，相邻波导间的串扰可被忽略。显然，这种基于黄金分割比的新型波导结构能够很好地应用于高密度光子集成回路的设计中。

提出了一种双层半圆介质加载表面等离子激元波导新结构，并利用有限元方法对该新型波导结构在工作波长1550 nm下的传输特性进行了数值仿真和优化分析，得到了波导传播特性的主要参数。结果表明：在波导总面积保持不变的情形下，当双层半圆介质的折射率分别取为n1=1.4和n2=1.473时，波导的传播特性最佳；在此折射率参数基础上，波导的内外介质半径比r1/r2为0.5时，波导的传播长度最大、衰减系数最小并且模式面积和品质因数的取值都非常理想，可以获得最优的波导传输效果。

提出了一种基于脉冲自身强度相关调制的新型全保偏主动锁模激光器。利用脉冲强度前馈结构结合双驱动强度调制器，实现与脉冲自身强度相关的幅度调制，形成两种完全不同的稳定锁模状态。理论研究了脉冲前馈在主动锁模中的作用，实验验证了脉冲前馈在10 GHz谐波锁模时抑制了超模噪声，在基频锁模时可饱吸收。该激光器工作稳定，具有多种输出脉冲特性。

根据反射镜式激光陀螺和全反射棱镜式激光陀螺的结构特性，研究了两种激光陀螺的背向散射特性。理论分析了折射率非均匀性与背向散射的函数关系；根据反射镜式激光陀螺多层高反射膜结构和全反射棱镜式激光陀螺棱镜的全反射特性，分别推导了两种激光陀螺的背向散射系数计算方法和公式，并通过数值仿真与实验结果的比较验证了该方法的正确性。研究结果表明影响激光陀螺锁区的主要因素是非均匀损耗，次要因素是折射率的非均匀性。

速度识别能力的高低直接决定了激光探测系统性能的优劣，受探测器带宽限制，传统激光探测系统无法实现对数马赫目标的速度多普勒信号检测。提出的同偏振双频激光相干探测测速方案成功解决了该难题，极大提高了系统效能。基于双频激光相干探测原理，分析了在实际应用中的振幅扰动、相位扰动及频率扰动等时频扰动对该系统信噪比的影响并与单频系统进行了对比。结果表明：单、双频系统回波信号信噪比受振幅扰动的影响基本一致；而针对各种频率扰动和相位扰动，双频激光探测系统回波信号信噪比明显高于单频激光探测系统，如当相位扰动达0.5π时，单频激光探测系统信噪比接近0 dB，而双频激光探测系统信噪比仍高于18 dB。

采用三维数值模拟方法研究了基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光（S-P FEL）的辐射输出特性。当一束相对论带状束紧贴着矩形光栅表面飞行时，可以激励起非相干的史密斯-帕塞尔（S-P）辐射，而全反馈谐振腔可以将各个方位角的S-P辐射反射回带状束，同时进行速度调制，使电子注发生群聚，进而获得相干的S-P辐射。通过数值模拟发现，带状束可以提高S-P FEL的功率和功率谱密度；随着带状束宽高比的增大，电子束的速度调制和群聚更为明显，S-P FEL的功率和功率谱密度也越大。

为了提高曲面零件的熔覆质量，根据激光熔覆的工艺特性对曲面零件进行了路径规划。对熔覆实验设备进行了简单的介绍，建立曲面零件模型。根据模型提出一种基于切平面法的路径生成方法，并利用熔覆道搭接率来确定切平面间距离；通过分析有效加工离焦量来计算步长大小，得出轨迹上的插补点集，进而分析加工控制点，并用偏置法得到枪头的位置与姿态；通过熔覆加工工艺实验进行验证，得到表面质量良好的熔覆层，从而验证了轨迹规划方法的合理性。

为了探索激光工艺参数对316L不锈钢粉末在304#不锈钢板上熔覆质量的影响规律，发现最优的工艺参数，利用实验室自行设计组装的光纤激光熔覆系统对其进行了一系列的激光熔覆工艺试验。用激光共聚焦显微镜、维氏硬度计以及其他方法，对不同组合的工艺参数（激光功率、熔覆速度、激光频率以及离焦量等）下单道熔覆的试样的表面形貌和横截面质量进行了检测和分析，发现了工艺参数对熔覆质量的影响规律，并据此确定了一个最佳的熔覆参数组合范围，在这个范围内得到的熔覆试样结果显示，熔覆条表面光滑，有完整的熔覆条纹，无气孔和裂纹。

基于光纤延时声光调制器(AOM)频移自差拍法实验研究了不同线宽激光的功率谱特性，并作了相关的仿真分析；同时，提出了利用短光纤测量窄线宽激光器线宽的一种简单方法。当光纤延时时间小于激光器的相干时间时，自差拍频谱的3 dB带宽不能直接用于标定激光线宽。理论分析和实验均表明，此时激光的线宽信息主要由自差拍频谱中两翼的周期性振荡成分决定，几乎不受中央尖峰的影响。根据最小二乘法理论，对实验所测的自差拍频谱进行理论拟合可获得待测激光的线宽。该方案基本不受延时自差拍系统最小分辨率的限制，可以用于激光线宽的快速测量，特别是窄线宽激光的测量。

建立了气流作用下激光辐照金属的数值模型，利用CFD软件模拟了不同气流速度、不同厚度金属锡板的激光辐照熔化烧蚀过程，并对比了实验结果。通过研究液态金属迁移机理及对流散热机理，分析了气流速度对不同厚度金属板的辐照效应的影响。研究结果表明，较厚金属板的辐照过程中会形成较深的熔坑，使得相同气流速度下熔化的液态金属较难移除，导致熔穿时间随气流速度增大而减小；较薄金属板的熔坑较浅，液态金属容易移除，由于移除的金属液滴混合在空气中增强了对流换热效果，因此熔穿时间随气流速度增大而增大。

Yb3+:KGd(WO4)2激光器是近年来得到广泛关注的新型固体激光光源，具有吸收和发射截面大、荧光谱线宽、激光阈值低等突出特点。对此三能级激光系统进行微观动力学理论分析，在探讨了不同的晶体切割方向、抽运光偏振方向和激光偏振方向的吸收和发射特性的基础上研究了Yb3+:KGd(WO4)2激光器输出特性随晶体长度和输出耦合镜反射率的变化规律，得到了Yb3+:KGd(WO4)2激光器的最佳构成条件，即：晶体切割方向平行于g轴，抽运光偏振方向平行于m轴，激光偏振方向平行于p轴。

以周期极化晶体MgOsPPLT为研究对象，根据该晶体的折射率随波长、温度变化的色散方程及极化周期随温度的热膨胀关系，并紧密结合频率变换过程中的能量守恒条件，给出详细算法，得到了532 nm抽运光的光参量过程近红外波段温度调谐特性。通过增加极化周期，进一步得到1064 nm抽运该晶体的光参量过程中红外波段温度不敏感特性。调整或忽略极化周期项，更换晶体的色散方程，该研究方法可推广到其他准相位匹配或相位匹配非线性晶体的参量变换调谐特性研究。

利用880 nm激光二极管端面准连续抽运Nd:YVO4激光晶体，在采用六镜环形谐振腔设计并使激光器单向行波运转的基础上研制了一台稳定输出的全固态声光调Q单纵模脉冲激光器。通过在谐振腔中插入声光Q开关和复合标准具，获得了稳定运转的单纵模脉冲激光输出。进一步优化输出耦合镜透射率，可以压窄激光脉宽和提高单脉冲能量。当峰值抽运功率为29.1 W时，获得了重复频率为1 kHz、脉冲宽度为23.5 ns、单脉冲能量为1.64 mJ的单纵模脉冲激光输出。该单脉冲能量在2.5 h内的长期稳定性优于±1.3%。

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算了Ce，S单掺杂及Ce/S共掺杂锐钛矿型二氧化钛(TiO2)的能带结构、态密度和光学性质。结果表明：掺杂后晶格常数均变大，禁带宽度均减小，其中Ce/S共掺杂后由于S-3p电子轨道和Ce-4f电子轨道的共同作用引入了杂质能级，使得禁带宽度最小，吸收光谱发生红移；此外，Ce具有Ce4+和Ce3+两种可变价态，具有良好的电子迁移性质，阻止了电子和空穴之间的复合，预测了Ce/S共掺杂可提高TiO2的光催化性能。

提出了一种菲涅耳透镜的普适设计方法，可适用于广义朗伯分布的LED光源，能够同时实现聚光和均匀配光。该方案能够克服传统透镜均匀配光聚光效果不佳的问题，得到的菲涅耳透镜具有聚光比率高、厚度薄、数值孔径较大、光效利用率较高等优点，有助于充分改善LED光源的照明质量，尤其适用于大发光角度的LED光源。在理论设计的基础上，利用专业软件对透镜进行3D建模和仿真，结果进一步验证了该方案的有效性和可靠性。

根据光学玻璃元件超精密抛光加工技术的需求，研究了磁性复合流体(MCF)抛光液成分配比及制备，并在此基础上结合不同抛光工艺参数实验分析BK7光学玻璃的抛光质量。研究不同成分配比下的磁性复合抛光头的物理表现，在MCF各成分质量分数为铁粉55%、水30%、氧化铈12%以及α-纤维素3%时，获得形状及稳定性最佳的MCF抛光头；采用该比例配制的MCF在自行研制的MCF抛光设备上对BK7玻璃进行定点抛光，对MCF抛光头正压力及BK7玻璃抛光后的表面粗糙度进行研究。通过实验数据分析发现抛光正压力随主轴转速的增大而增大，随磁铁偏心距的增大而减小，经过50 min定点抛光，表面粗糙度从10.2 nm降低到6.7 nm。上述结果表明所制备MCF满足光学玻璃超精密抛光加工的需求。

通过求解密度泛函理论中的含时科恩-沈（TDKS）方程，对Ne原子光电离过程进行了数值模拟，发现了在高强度极紫外（XUV）激光脉冲作用下的三重动量相关（TMC）现象。计算结果显示了不同轨道电子具有不同电离特性，发现对于高强度XUV激光脉冲，Ne原子p轨道电子的电离主要发生在沿着轨道纵向的方向上。通过计算各轨道电子的动量分量，发现轨道电子的平行动量相互关联，垂直动量也相互关联，但平行动量和垂直动量之间并不关联。这些相互关联的关系可以由轨道形状、轨道朝向和激光偏振来解释。模拟结果显示了内层轨道电子也可以发生显著电离现象。

相位梯度自聚焦（PGA）算法广泛应用于合成孔径雷达的运动误差补偿。激光信号波长比微波信号小3~4个数量级，因而在合成孔径激光成像过程中，实验平台的振动会引入极大的相位误差，导致成图质量下降。在合成孔径激光雷达（SAL）成像过程中应用PGA算法，并针对激光波段信号的特点对传统的PGA算法在加窗方法上加以改进。实现了SAL样机在室外64 m成像距离下的快速合成孔径激光成像的实验验证，证明PGA算法能够实现散焦数据中相位误差的精确补偿，且改进后的PGA算法在达到同样补偿效果的前提下，迭代次数更少。

为了提升光学遥感成像系统的空间分辨率，提出了基于线阵探测器错位成像的超分辨遥感技术，给出了线阵探测器错位排列方式以及获得错位低分辨率图像后的超分辨重建算法。根据光学相机成像原理，构建了代价函数用于正则化的迭代求解。实验中针对超分辨因子为2的情形，进行了错位成像仿真以及超分辨重建。实验结果表明，在采用4组线阵探测器错位的情况下，传统插值投影方法获得的重建图像在等效的奈奎斯特频率处，系统调制传递函数（MTF）计算值为0.01，而所提基于正则化的方法MTF为0.28，相比原始单列探测器在奈奎斯特频率处MTF为0.13也有较大提升。无论是图像视觉效果还是MTF统计结果都验证了所提方法的有效性。该技术在遥感成像领域具有较大的工程应用价值。

为满足光谱仪微型化、便携化的要求，并克服基于台式电脑处理系统的光谱仪在户外使用不便的缺点，研制了一种基于Android系统的微型光谱仪。介绍了仪器研制过程中的光学、机械、电子学以及应用软件(APP)的设计。光学系统利用平场全息凹面光栅简化系统光路结构，机械结构使用3D打印技术一体化成型。选用线阵CCD（TCD1304DG）作为光电探测器，用全新的STC15系列嵌入式微控制单元(MCU)为控制核心，采用Android USB(系统通用串行总线)接口用于通信，完成了Android系统下高分辨率光谱数据采集系统的设计。编制APP用于实时处理光谱数据。运用电子快门技术，实现了Android设备对CCD积分时间的实时在线可调，满足了便携式光谱仪在不同环境下的工作要求。设计方案以Android系统作为数据处理平台，代替了传统台式电脑处理系统，体现了较好的便携性优势。