重力梯度仪在资源勘探、地球物理研究、自主导航等领域有重要的应用价值。原子干涉重力梯度仪是一种新型的高精度测量仪器，小型实用化是其实现广泛应用需要解决的核心问题。本文设计实现了1套可测量水平分量的小型高精度原子重力梯度仪。该仪器采用全石英材料真空腔体与附件框架相结合的技术方案，使得探头部分的体积降低到105 L，采用模块化双面光路结构，使得光学单元的体积降低为36 L，因而具有十分优良的可搬运性能。在实验室条件下，该原子重力梯度仪的测量灵敏度为320 E/Hz，测量分辨率为3.3 E@4800 s (1 E=1×10^-9 s^-2)。

自旋塞贝克效应是由(亚)铁磁体中的温度梯度引起自旋塞贝克电压信号的现象，目前已成为热自旋电子学研究的热点领域之一。本文采用反应磁控溅射工艺在Si衬底上沉积NiO薄膜，分别研究了溅射功率、氧氩比例、溅射气压、衬底温度对NiO薄膜微观结构和表面形貌的影响，实验中反应磁控溅射最适工艺条件为溅射功率110 W、氧氩比例0.15(O2 15 mL/min; Ar 100 mL/min)、溅射气压0.3 Pa、衬底温度400 ℃。研究了Si/NiO/Pt结构中温度梯度(温差)、磁场角度、NiO厚度变化和Pt厚度变化对自旋塞贝克电压的影响。结果表明，自旋塞贝克电压与温差呈简单的线性关系，温差越大测得的自旋塞贝克电压越高; 磁场角度与自旋塞贝克电压之间满足余弦函数关系式，即在0°和180°时所得自旋塞贝克电压最大，90°和270°时为零; 反铁磁性绝缘层NiO的厚度越大，所测得的自旋塞贝克电压信号越强; 顺磁金属层Pt的厚度越大，自旋塞贝克电压信号越弱。

随着近年来超分辨成像技术的发展, 基于单分子拟合的超分辨成像方法能够实现纳米尺度的空间分辨率, 但这种方法的耗时较长, 时间分辨率较差。成像重构时间较长主要受制于成像过程中每帧图像较低的荧光分子密度, 所以需要足够多的采样帧数来重构一张图像。文中提出一种利用随机采样的快速压缩感知算法, 结合分块压缩感知重构算法, 最终能够在高分子密度的条件下获得较快的重构速度及较高的定位精度。

为对付机动目标, 未来空域窗射击体制应运而生。未来空域窗的设计构造, 是通过对弹丸散布中心进行合理配置实现的。提出了一种新的弹丸散布中心配置方法: 散布角均分法, 并提出了一种修正的空域窗半径计算公式, 解决现有公式计算精度不高的问题。运用仿真算例对其效果进行验证, 仿真结果表明, 散布角均分法改善了空域窗内的平坦性、扩大了空域窗的有效面积, 适于配置未来空域窗内的弹丸散布中心。

从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发，采用单独分析和综合分析对比,分析了影响高斯脉冲传输的色散、非线性等因素,结果表明：二阶色散参量只会影响脉冲的幅值，对脉冲形状影响不大，而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生形变的主要原因；在啁啾、三阶色散和五阶非线性的共同作用下，它们对脉冲都会产生较大的影响，且存在相互影响和制约作用，在某一临界值，对脉冲存在着较高的压缩增益效应和“整形”作用.从理论上提出了改善高斯光脉冲在光纤中传输特性的解决方案，这对光纤孤子通信的实践过程具有一定的理论借鉴意义.