涡旋光束因其特殊的空间结构，在光通信、光与物质相互作用、激光加工等领域具有广阔的应用前景，对揭示极端强场条件下的原子物理新现象、新效应等具有重要的意义，同时有望为控制物理系统带来新的方法。对近年来国内外高功率涡旋光束的主要产生方法的研究进展进行了调研，对每种方法的原理进行了简要介绍，并对各个方法的优势与不足进行了对比分析，针对个别问题提出了相应的改进设想。

介绍了氮化铝(AlN)陶瓷激光金属化的进展和金属化过程中的问题以及主要解决方法。激光金属化利用激光的热效应使AlN表面发生热分解，直接生成金属导电层，该方法具有成本低、效率高、设备维护简单等优点。进一步介绍了激光器、光束质量、工艺参数等的优化方法以及AlN陶瓷金属化的应用，并对AlN陶瓷激光金属化在未来的发展进行了展望。

三维重建是目前发展最迅速、应用最广泛的技术之一。从广义角度出发，任何获取目标三维信息的手段都可被称为三维重建。利用三维重建数据可对目标的三维参数进行测量。目前基于三维重建的测量方法众多，由于接触式测量存在诸多问题，如何依据不同的实际需求和条件选择合适的非接触式测量方法，是获得所需三维测量数据的关键。从原理分析出发，对各种非接触式重建测量方法进行系统分类。在实际测量任务中可依据精度需求、环境约束、参数种类、成本控制等因素选择合适的非接触式三维重建测量方法。

980 nm掺镱光纤激光器不仅可以抽运掺铒、掺镱光纤实现高功率激光输出，还可通过晶体倍频获得490 nm波段的蓝绿光，因此受到了广泛关注并成为研究热点。从980 nm掺镱光纤激光器3种工作模式（连续光纤振荡器、脉冲光纤振荡器和光纤放大器）出发，对国内外相关研究成果进行综述，简单介绍其实验进展，并对980 nm光纤激光器的发展进行展望。

在量子点发光二极管(QLED)中，由于电荷传输层材料能带和迁移率的差异，不可避免地存在电荷注入不平衡的问题。为了制备电荷注入尽可能平衡的高性能QLED，通常利用界面调控。结合QLED的结构，分别从阳极界面调控、阴极界面调控和两相界面调控三个方面综述了近年来QLED界面调控的研究进展，分析了界面调控机理及其对QLED性能的影响。指出了QLED目前存在的问题，并展望了其未来的发展趋势。

光子晶体光纤(PCF)具有许多不同于普通光纤的特性，将PCF应用于传感领域是近年来的研究热点。介绍了PCF的基本结构、导光原理及制备方法，概述了干涉型、吸收型、荧光型、表面等离子体共振型、拉曼散射型及光栅型PCF传感器的原理及国内外研究进展，分析了其应用领域和优缺点，展望了PCF传感器的发展趋势。

介绍了GaSb单晶的制备方法，包括提拉(CZ)法、垂直布里奇曼(VB)法、水平布里奇曼(HB)法、垂直定向凝固(VDS)法和垂直梯度冷凝(VGF)法，总结了它们的优缺点。研究结果表明，VB法、VDS法和VGF法更适合GaSb单晶的生长。进一步介绍了三元合金GaInSb晶体生长工艺的研究进展，微重力环境可以有效抑制晶体中In元素的成分偏析，提高晶体的均匀性。简单介绍了GaSb单晶材料在器件制作方面的应用，展望了GaInSb晶体材料的发展前景。

大气温度廓线是气候、气象以及大气辐射传输计算中的重要参数。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的测量数据反演的产品在扫描带上约每间隔500 m×500 m即存在一个温度廓线数据，垂直空间分辨率约为1 km。基于最优插值法，使用地面探空站点的月均数据对MODIS反演的大气廓线进行校正。在有地面探空站点的地区，将校正后的结果与当天实时地面探空探测的廓线进行对比，得到的平均误差和均方根误差均减小了10%以上。在没有地面探空站点的地区，采用周围几个站点月均数据的加权平均对MODIS数据进行校正，将校正结果与当天实时释放的探空气球数据进行对比，发现平均误差和均方根误差均大幅减小。

研究了一种2 μm波段GaSb基亚波长光栅反射镜，讨论了亚波长光栅的各参数对反射谱的影响。对于中心波长为2 μm的TM模式，反射镜具有大宽带和极高的反射率，反射带宽与中心波长之比大于26%(反射率大于99%)，波长为1.895~2.08 μm时，反射率达到99.9%以上，带宽达185 nm，同时TE模的反射率低于垂直腔面发射半导体激光器的激射条件(反射率小于95%)。该结构的各个参数所允许的制作容差较大，有利于在垂直腔面发射半导体激光器上的单片集成。

为了分析天空背景光对空间激光通信系统的影响情况，同时为通信链路总体方案的设计提供相应的参考数据，建立了天空背景光噪声模型并进行理论分析和仿真研究。仿真结果表明：天空背景光会引起粗、精跟踪单元所使用探测器的信噪比下降，导致跟踪精度降低，增加了通信系统的误码率。根据系统的性能指标，合理地选择通信波长，采用小口径、窄带宽的光学系统，并选择最优的天顶角和通信时段，可有效降低天空背景光对系统性能的影响，以满足通信链路的任务要求。

研究了长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感技术，利用链式阵列方法采集梁的动态响应,实现了车速、频率和振型等动态参数的识别。对单个FBG施加预应力并将其封装成传感器，以扩展其标距测量范围。将跨度为4 m的T型钢筋混凝土梁等分为8个单元，在每个单元安装标距为500 mm且与中性轴平行的传感器，实现了对梁的整体监测。采用配重小车进行移动加载实验，基于时差定位法的原理分析中心波长时程曲线，以确定小车位置及所处时刻，从而实现了对车速的识别。采用激振器激励，以使梁产生自由振动。利用长标距FBG传感器以及梁顶部布置的压电式加速度计采集梁的动态响应信号，通过频域分析得到频率和振型。结果表明：采用链式阵列方法可以实现频率和振型识别，振型识别阶数与单个传感器的标距长度有关。

针对地球同步中继卫星对地激光通信，设计了一种包含多重闭合回路的伺服跟踪系统，分析了跟踪算法的数学模型以及用于光斑脱靶量补偿的带执行器限位比例积分微分控制算法，介绍了星地链路激光通信跟踪系统中伺服闭环控制系统的组成、各执行模块的性能指标和工作模式，给出了伺服闭环系统和光闭环系统的工作原理。根据所设计的脱靶量提取算法和误差补偿算法,分别在图像处理模块和下位机执行模块中编写了光闭环跟踪程序。对整个系统进行静、动态环境下微弱信标光的跟踪实验测试，最终获得动态环境下±20 μrad(3σ，σ为标准差)、静态环境下±7.5 μrad(3σ)的跟踪精度，实验结果验证了所设计跟踪回路的可行性及良好的操作性，结果表明该跟踪系统具有较高的跟踪精度。

为了解决光纤布拉格光栅制作中波长控制的问题，提高已有方案的精度，提出了一种基于相位掩模法刻写布拉格光栅过程中拉力调节和紫外光补偿的光栅刻写波长两步控制法。在光纤两端悬挂砝码调节其所受拉力，使刻写光栅的中心波长略小于目标波长。使用功率均匀的紫外光对光栅整体进行照射，补偿光栅中心波长到目标波长的差距。该方案控制下，光栅中心波长控制误差在±5 pm以内，且对原平台改造小，不会破坏刻栅平台稳定性。实验证明1 cm长的切趾布拉格光栅反射率可达到30 dB以上。相比已有的应力控制方法，该方法具有控制精度高、平台改动小、系统稳定性好的优点。

混合失真图像质量评价是图像质量评价(IQA)领域的重点和难点，基于高阶相位一致性，提出了一种混合失真无参考IQA算法。计算了高阶相位一致性用于捕捉图像结构信息，应用灰度共生矩阵分别提取了4阶相位一致性图像的统计特征；在分析相邻阶相位一致性的相关性及相邻阶相位一致性局部熵的相关性的基础上，分别计算了相邻阶相位一致性及其局部熵的互信息和交叉熵；利用支持向量回归机制建立回归模型并进行质量预测。在MLIVE和MDID2013数据库上的实验结果表明，该算法的评价结果与主观评价分数具有很高的一致性，其性能优于当今主流的全参考和无参考IQA算法。

在工业实践中，成像环境恶劣且难以控制，导致图像复杂。对复杂成像条件下的图像实施分割并不容易，针对这一问题，结合Tsallis相对熵及高斯分布提出一种新的图像阈值分割方法。该方法运用高斯分布拟合分割后图像直方图分布信息，将Tsallis相对熵做为分割前后图像直方图信息损失的度量工具。在对图像实施分割时，通过在图像灰度级范围内对自定义的准则函数最小化获取最佳分割阈值。最终将该方法与已有方法在工业无损检测及合成孔径雷达图像的分割实验中进行对比。结果表明，该方法获得的结果视觉效果好、分割精度高、误差小而且算法耗时较少，因此具有较好的应用推广前景。

为降低高效视频编码(HEVC)的帧内编码复杂度，提出一种基于图像纹理特征的编码单元(CU)划分和预测模式选择算法。利用一种预处理算法来获得当前CU的纹理复杂度和方向。一方面，根据CU的纹理复杂度，该算法自适应地跳过或终止部分CU划分，减少CU深度的遍历时间。纹理复杂度高的CU直接划分成4个子CU，纹理复杂度低的CU将会终止划分。另一方面，根据预测单元的纹理方向，确定相应的候选模式集，通过粗模式决策算法和率失真最优化算法遍历候选模式集选取最优模式。将算法移植到标准食品解码软件HM16.7平台上，实验结果表明，与HM16.7算法相比，编码时间平均减少53.66%，比特率上升0.46%，峰值信噪比下降0.05 dB。

通过分析特征点密度与物点聚焦程度的关系，建立基于特征点密度的聚焦测度。将融合特征点密度与边缘信息建立新的聚焦测度，利用聚焦堆栈数据实现场景深度的估计与全聚焦成像。对于由边缘信息建立的聚焦测度在图像纹理区域存在不准确性，该方法可以有效地弥补这一缺点。将刻画边缘信息的Sum-Modified-Laplacian(SML)方法与特征点密度函数相融合建立新的聚焦测度，用于三维场景重构，实现了场景深度估计和全聚焦成像算法。实验结果表明，新方法有效地剔除了SML在纹理区域估计错误的深度值，保留了SML在边缘区域的优势，得到了高精度的场景深度图及其全聚焦图像。

采用碟形宇宙算法提升电路板红外图像的增强效果。建立碟形宇宙拓扑结构以及宇宙间信息流过程，利用多宇宙之间的信息流移民策略，使各个宇宙链路之间进行双向移民。通过自适应非完全Beta函数实现对电路板红外图像不同灰度段的增强，利用电路板红外图像增强质量评价函数作为碟形宇宙算法的适应度函数，并给出了算法流程。仿真结果显示碟形宇宙算法对电路板红外图像增强结果较好，增强后的图像清晰，其检测性能分析表明图像信息二维熵、对比度测量指标较优。

为提高静脉注射的成功率，设计了一款头戴静脉显示光学系统，该系统由红外成像系统与穿透型目镜式头戴显示器组成。近红外成像系统具有F/1.59的大数值孔径，利于弱红外散射光的收集成像，设计中采用了旋转对称的二次曲面设计，系统的质量是相应球面系统的77.8%。穿透型头戴显示器结构简单紧凑，采用了旋转对称的二次曲面设计，系统的质量是相应球面系统的55.6%。设计结果显示，近红外成像系统成像质量优异，分辨率可达扩展图形阵列(XGA)(1024 pixel×768 pixel)。穿透型目镜式头戴显示器具有10 mm的出瞳直径，50 mm的出瞳距离，0.068D的最大场曲(D为屈光度)，0.372%的最大相对畸变以及XGA(1024 pixel×768 pixel)的显示模式分辨率。双目光学系统的总质量为44 g。较之现有的静脉显示系统，本系统具有结构简单紧凑、数值孔径大、分辨率高、重量轻等特点。

通过数据仿真的方法，仿真理想情况下手提盘煤仪的激光测距数据、姿态数据和定位数据，然后根据实际情况确定各误差参数，并将其依次代入仿真数据中，比较理论体积和代入误差后的仿真体积，得出误差因素对体积的影响规律，并分析了各误差的产生机理，比较了各误差因素对体积影响的大小，该研究结果为手提盘煤仪中重要误差因素的抑制或补偿提供了理论依据。

下一代大口径望远镜有两个特点，一是主镜通过拼接而成，且是通过主动光学来控制它们之间的平移、倾斜误差；二是采用自适应光学来校正大气湍流。因此分析拼接误差对拼接镜像质的影响，对下一代望远镜发展有重要意义。通过理论及数值仿真分析了拼接式主镜中平移、倾斜误差以及边缘误差对拼接镜成像质量的影响，通过理论与仿真分析可知拼接镜平移误差与倾斜误差对拼接镜成像质量的影响是相互独立的，边缘误差对拼接镜像质的影响较小。

激光器在金属表面标刻的控制参数多，参数对图像质量影响大。采用脉冲光纤激光在铝锭（牌号Al99.70）表面标刻二维码图像，建立了工艺参数与图像灰度值之间的优化计算模型；分析了激光加工相关参数的交互作用，对工艺参数进行了简化整合；对简化后的参数进行单因素实验，分析了标刻图像灰度值分布及变化规律并得到合理参数范围；基于单因素实验结论，建立了工艺参数与灰度值之间的多元非线性回归数学模型，利用多因素正交实验数据和免疫克隆算法对模型参数进行了拟合。实验结果证明了模型的有效性，为铝锭表面实现激光二维码标刻技术提供了理论基础。

为了保证智能手机的信息安全，提出一种多传感器信息融合的手机用户身份认证方法。首先从手机用户操作手势的姿态角变化、运动幅度以及旋转程度等方面提取信号特征，然后分别以三类单特征的动态时间规整识别结果作为独立证据构造基本概率分配函数，进而采用Dempster/Shafer 证据理论对其进行融合。为缓解证据间出现的冲突，避免其影响融合效果，引入加权证据方法。通过计算各证据之间的相似性来衡量证据间的冲突程度进而确定各证据的可信度，并且对各证据进行加权修正以降低可信度小的证据对融合结果的影响，最后根据融合结果做出决策。仿真结果表明，该算法性能优于对比算法，能有效对手机用户进行身份识别。

调制度轮廓术采用条纹投影和成像共轴的系统结构，将被测物体的高度信息编码在条纹的模糊程度中，无需相位展开即可完成对复杂物体的面形测量，能有效避免阴影、遮挡和相位不连续等问题。在实际测量中，由于CCD探测器光电响应的非线性，高次频的引入直接影响调制度分布的提取，从而降低系统的测量精度。研究了小波变换应用于受到非线性因素影响下的条纹调制度提取，从信号频域角度分析并推导了该方法提取条纹调制度的表达式。在进行条纹解调时采用最佳的加权滤波窗，有效抑制了非线性因素对测量精度的影响，获得比傅里叶变换更好的重建效果，计算模拟和实验验证了该结论的正确性。

在激光破坏机理研究中，经常关注材料对入射激光的反射率随辐照面温度的变化规律。利用基于积分球法的反射率测量系统，测量了915 nm激光辐照下45#钢对3.8 μm探针光的反射率的变化，确定了探针光辐照区的温度变化。结果表明，反射率的快速减小是由高温下样品表面快速氧化导致的,反射率随温度的缓慢变化是由电导率随温度变化导致的。

根据柱状晶向等轴晶转变(CET)图，建立了激光熔池横截面的几何关系，得出了选区激光熔化(SLM)镍基单晶高温合金的凝固条件与显微组织的关系，并在SRR99单晶基板的(100)晶面上沿［001］方向进行了SLM实验。结果表明，当激光功率为160 W、铺粉层厚为20 μm、扫描速率Vb≤30 m·min-1时，凝固速度与激光扫描速度的夹角最小值为46.4°(大于45°)。可以预测激光熔池组织仅由熔池底部向顶部生长的［001］枝晶和熔池两侧的［010］枝晶组成，实验结果与理论分析结果相吻合，且层间形成了良好的冶金结合，基层的结晶取向得到延续。

电流的侧向限制对半导体激光器具有重要意义，在半导体激光器有源区加入侧向限制结构一方面可以实现侧向限制，另一方面可以在一定范围内降低阈值电流密度。但是常规的侧向限制方法无论是侧向波导结构还是浅隔离槽结构都无法高效地抑制电流的侧向扩展。设计了新型的深隔离槽结构，利用Comsol软件仿真模拟侧向限制，发现深度超过外延层厚度的深隔离槽结构能更有效地提高电流的注入效率。在工艺中利用感应耦合等离子体刻蚀在距离脊型台两侧100 μm的位置刻蚀深度为4 μm的深隔离槽。实验结果表明，工作电流为5 A时，腔长4 mm具有深隔离槽结构的半导体激光器芯片输出功率为 3.6 W，阈值电流为0.3 A,阈值电流密度为78.95 A/cm2。结果表明新型深隔离槽结构可以有效抑制电流的侧向扩展。

将光纤激光表面改性技术和微细电解加工技术相结合，在不锈钢表面加工复杂微细型腔等微小零件。先利用光纤激光在304不锈钢表面制作掩模图案；再利用掩模的耐腐蚀性，在微细电解加工时实现微细型腔的定域加工。研制了光纤激光掩模微细电解的复合加工装置，以304不锈钢为试样，通过工艺对比试验，优化了系统参数。试验结果表明，使用该装置可以快速地加工典型结构的微细型腔。

对3 mm厚的C18000铜合金板分别进行了激光焊接和激光填丝焊接研究，重点分析了焊缝的组织、成分和力学性能。结果表明，直接采用激光焊接时，焊缝出现了晶粒长大的现象，显微硬度为90 HV，强度仅为313 MPa；采用ERNiCu-7焊丝进行激光填丝焊时，焊缝内Ni的质量分数自上而下从31%降至10%，焊缝组织为单相固溶体，显微硬度提高到130~180 HV，强度提高到391 MPa，性能优于直接激光焊接的。

基于人工经验对光学玻璃进行的计重切割存在误差较大、效率较低、安全性较差的问题。针对上述问题，利用机器视觉构建了一套针对条形光学玻璃的自动计重切割设备，并结合结构光为该设备设计了一套在线自动计重算法。在计重算法中，高速工业相机采集到光学玻璃的图像后，首先识别玻璃横截面的位置特征，并对轮廓进行拟合，得出当前横截面的面积；然后结合伺服电机对玻璃推进的进给量，对面积进行积分，计算出累计的体积与质量。当累计质量满足切割条件时，对玻璃进行切割。经实验及工厂实际应用证明，该系统具有高精度、高效率以及高安全性等特性，实际切割误差小于0.3 g。该装置及算法能够高效、精确地进行条形光学玻璃的自动计重切割。

利用Ag、Ce原子对锐钛矿相TiO2进行了替位掺杂，构建了Ag、Ce单掺杂及Ag-Ce共掺杂的锐钛矿相TiO2体系，并采用第一性原理计算研究了掺杂体系的电子结构及光学吸收特性。结果表明：Ag-Ce共掺杂后,Ag-4d和O-2p电子轨道的共同作用引入了有利于电子跃迁的浅杂质能级；Ag-4d和Ce-4f电子轨道的强相互作用使得禁带宽度减小，吸收光谱发生红移；Ce离子的引入有效地降低了杂质体系中电子-空穴对的复合速率，提高了体系的量子效率。因此，Ag-Ce共掺杂TiO2既扩展了吸收光谱范围又提高了TiO2的量子效率，使TiO2的光催化性能得到了提高。

提出了采用双非线性硒化锌(ZnSe)晶体将高斯光束整形成局域空心光束(LHB)的新方案，根据惠更斯-菲涅耳衍射理论计算了不同厚度的ZnSe晶体和不同束腰半径的高斯光束条件下产生的LHB的强度分布和暗斑尺寸。结果表明，该方案产生的LHB强度分布形状为空心椭球体，在传播方向上的二维强度呈中心对称分布。利用数值计算获得了所产生的LHB暗斑的纵横比，发现纵横比随着入射高斯光束束腰半径的增大呈线性增大。该方案产生的LHB的参数可以被灵活调节，因此所产生的LHB可应用于一些较大尺寸的原子分子、生物分子和介质粒子等的光学非接触式囚禁与操控。

提出一种基于空间光调制的光束聚焦控制方法，利用液晶空间光调制器产生动态的二元菲涅耳透镜相位结构，以实现对光束焦斑的轴向与横向偏移的快速精确调节。采用面阵探测器检测光斑大小与位置信息，结合反馈控制机制可实现对光束聚焦点三维位置的自动校准及稳定性控制。该方法在调节过程中不同偏移量之间不存在耦合影响，且横向偏移调节对光传输距离不敏感。进一步介绍了基于该方法搭建的光束聚焦实时反馈控制系统。实验表明，光束焦斑的轴向校准能做到精确快速的收敛。横向偏移校准方面，在较短焦距的情况下能做到单步收敛，而在较长焦距的情况下需要结合比例积分微分控制算法进行调节，如利用数据拟合对调节误差进行经验修正，也可做到单步收敛。

为了提高发光二极管（LED）的散热性能，基于烟囱效应原理，设计了一种特殊的直筒式烟囱结构的LED冷却用散热器。通过Solidworks软件构建三维模型，利用其插件Flow Simulation对构建的模型进行热仿真。研究了不同烟囱高度、通风口形状和大小对烟囱效应散热效果的影响。研究结果表明：烟囱效应有效地提高了散热器的对流散热性能。当烟囱高度为50 mm、通风口等效直径为8 mm、通风口形状为梯形时，LED最高温度为61.60 ℃，比优化前降低了6.54 ℃。与传统散热器对比，LED最高温度降低了8.89 ℃。实验中4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.0%，在允许范围内，验证了以上研究的正确性。所设计的散热器可以很好地满足自然对流条件下LED的工作要求。

发光二极管(LED)太阳光模拟器的设计需要对LED光谱建立精度高且稳定性好的数学模型。针对LED光谱数学模型非线性的特点，提出利用一种经改进遗传算法(GA)优化的反向传播(BP)神经网络对LED光谱模型进行辨识。通过改进GA的算子，提高算法收敛效果和辨识精度，利用改进GA对BP神经网络初始和权值阈值进行优化，用于建立可靠的LED光谱模型。选取不同驱动电流条件下的白色、红色LED光谱进行实验验证，实验结果表明该算法拟合的LED光谱模型与实际测量光谱分布非常接近，相比其他模型精度更高，普适性更好。

研究了具有周期性孔阵列的金属表面附近的电磁局域态密度(EM-LDOS)，详细讨论了孔的填充因子和孔内填充介质对EM-LDOS的影响。相对于金属平板，具有孔阵列的金属表面附近的EM-LDOS的共振峰会发生分裂；随着填充因子的增加，横向表面等离子体激元的共振峰向低频方向移动，而纵向表面等离子体激元的共振峰向高频方向移动。当孔内填充具有更大介电常数的材料时，EM-LDOS谱中分裂的两个峰都会向低频方向移动，但低频峰的移动相对于高频峰的更为显著。

求解分析了有损耗情况下二维金属光子晶体的能带结构。在无损耗自由电子模型下，利用界面算子法得到了横磁模式和能带结构。考虑有损耗的Drude模型，并引入同伦法对本征频带进行修正，得到其相应的虚部。结果表明，损耗在表面等离子体频率处存在一个极大值；当频率改变时，损耗急剧减小，并随着倒格矢量值的变化而改变。即使考虑金属损耗，实部频率变化不明显。界面算子法与同伦法的结合为金属光子晶体的研究提供了较好的技术支持。

设计了一个实时数据采集的逆合成孔径激光雷达成像系统。该系统使用基于连续m序列相位调制方案，采用功率为2 W、波长为1550 nm的激光对33.5 m外的转动目标进行成像。距离-多普勒域成像结果清晰地再现了目标特征。成像示例中，距离向分辨率和正交距离向分辨率分别为18 cm和1.576 kHz。

介绍了空中目标激光雷达一维距离像的回波模型,分析了影响探测系统性能的因素,仿真分析了大气衰减、接收系统噪声和激光散斑效应对目标成像分辨率的影响。用原理性实验验证了分析结果，得出了结论。基于此给出了建议。

对羟基苯甲酸甲酯钠是一种常见的食品添加剂，如果长时间食用或者超量食用会对人体造成一定的危害。采用FS920荧光光谱仪对对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液和水溶液进行检测，实验结果表明两者的特征峰发生了明显的变化。经分析得出，对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液的荧光光谱受到橙汁荧光特性干扰，一定浓度范围的溶液光谱图存在较大差距，对羟基苯甲酸甲酯钠浓度与荧光强度之间的关系复杂。为了精确地检测橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠的浓度，结合荧光光谱法与最小二乘支持向量机，建立了橙汁溶液中对羟基苯甲酸甲酯钠的检测模型，使用改进的粒子群优化算法得到影响模型性能的正则化参数和核函数。实验得到了较为理想的结果，与普通反向传播（BP）神经网络、基本粒子群寻参的最小二乘支持向量机等方法相比，该方法性能最优，得到的平均回收率为97.05%，平均相对误差为2.71%，均方根误差为3.04%，模型输出与真实值之间的相关系数是0.9999。该方案可以做为橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠浓度的精确检测方法。

介绍了波长调制光谱技术的检测原理，分析了传统的基于现场可编程门阵列（FPGA）的波长调制解调算法的优缺点，进而提出了一种基于坐标旋转数字计算机（CORDIC）原理的FPGA波长调制解调算法。介绍了该算法的原理和基于FPGA的实现过程，总结其相对于传统算法在精度、资源占用、耗时等方面的优势。最后给出该算法的综合和仿真结果，通过和理论对比验证了该算法的准确性，并且比较了两种算法的计算精度和综合后的资源占用情况。