冰面反照率是用来研究寒区水域大气和水体之间能量交换的重要参数, 可以通过遥感数据反演得到。 但是卫星遥感观测的波长和角度都相对固定, 而且视场角有限, 因此获得的表面反射率并不等价于反照率, 还需要根据下垫面情况进行各向异性校正。 冰的前向散射很强, 而且光学性质对其物理参数非常敏感, 因此不同物理性质的冰在不同方向上的反射率也有很大的差异, 给冰面反照率的反演带来了不确定性。 为了解决这些问题, 2019年2月在内蒙古乌梁素海湖对五种性质各异的冰进行了光学性质的现场观测, 测量类型包括: (Ⅰ)阴天不均匀气泡冰; (Ⅱ)表层有大量泥沙的冰; (Ⅲ)稀疏大气泡冰; (Ⅳ)致密小气泡冰; (Ⅴ)融化冰, 并对彼此之间的反照率、 双向反射因子(BRDF)以及各向异性反射因子(ARF)光谱特征的差异进行对比分析。 结果表明: 随着太阳天顶角的增大, 除融化冰的反照率出现了下降以外, 其余冰面反照率都出现不同程度的增大。 冰的双向反射特征呈现出明显的各向异性, 在前向散射方向会形成一个反射的峰值点, 该点的位置会受冰表情况的影响, 而峰值点以外方向上的反射光主要来自冰内体散射, 这部分对观测的天顶角不敏感, 而对方位角的敏感性在短波段会受到冰内部组分均匀程度的影响, 在长波段几乎不受影响。 在对冰的BRDF谱线分析时发现, 冰的体散射谱线形状和反照率谱线很相似, 但是在长波段的减小速度更快, 即体散射在短波段能量更加集中, 而在前向散射方向接近反射峰值点位置上, 能量在长波段更加集中, 短波段较少。 分析ARF谱线可以发现, 冰的体散射对反照率的贡献随波长的增大而减小, 而冰表面反射情况相反。 更重要的是各测量点的ARF谱线的大小顺序和BRDF谱线的顺序并不相同, 说明即使在观测角度一致时, 不同冰的反照率反演参数并不相同。

针对等离子体的应用，基于级联型电压叠加技术研制了一种最高输出电压为20 kV的高压微秒脉冲源，该电源由40个相同的电源模块组成，其单个模块电压等级为500 V，降低了对器件的绝缘耐压要求。电源的输出电压值在0~20 kV之间可调；重复频率在0~10 kHz之间、脉宽在0~30 μs之间可调；该电源的上升沿和下降沿均在1 μs以内。模块化的设计提高了电源的冗余容错能力。将该电源作为产生等离子体的激励源时，其输出的高压脉冲波形稳定，且根据负载对输出高压波形的要求不同，该电源可以方便地进行调节。

在光声光谱测量中，常用光学斩波器对光源输出信号进行频率调制，但光学斩波器的使用会不可避免地增加系统噪声及系统成本。基于分布反馈激光器的可调谐特性，提出激光器双波长调制方法。利用光声光谱实验平台，结合光学斩波器调制激光系统进行检测甲烷气体灵敏度的实验。结果表明，光学斩波器对甲烷气体的检测灵敏度为52.3×10-6，而双波长调制激光系统的检测灵敏度可达40.2×10-6，该调制方法避免了光学斩波器的使用，减小了系统噪声，提高了系统灵敏度。

约束方式和晶体温度是影响磷酸二氢钾(KDP)晶体性能的两个主要因素。晶体在约束条件下，温度的变化使晶体产生热应力和热形变，破坏晶体原有的相位匹配条件，从而致使谐波转换效率降低。为了获得约束条件下温度与晶体匹配角的关系，建立了约束条件下晶体匹配角热敏感性的分析方法。利用有限元分析法，计算约束条件下温度变化产生的热应力和热形变分布；将热光效应、弹光效应以及热形变引入到匹配角的计算之中，获得匹配角的变化规律。以神光Ⅲ原型装置采用的晶体约束方式对该方法进行了验证。结果表明，该方法计算得到的神光Ⅲ原型装置晶体在约束条件下三倍频效率与温度的关系符合效率变化的实际规律。

利用有限元法对影响偏芯光纤倏逝场传感灵敏度的模场特性和倏逝场特性进行了理论研究与仿真分析。利用瑞利散射机理对偏心光纤倏逝场的分布式传感长度进行了理论计算。研究结果表明，若要在倏逝场传感中获得较高的传感灵敏度，其偏心距离的设计范围为8～10 μm；光纤涂层的折射率应尽量减小；估算偏心光纤倏逝场传感长度大约在16～160 m。

：针对复杂背景下形状不规则、高度较低的平面目标自动识别问题，提出了一种基于Hausdorff距离的模板匹配方法。在完成平面目标前视模板制备后，文中首先定义了基于边缘位置、梯度相位和边缘点显著性约束的相似性度量方法，模板与实时图中对应两个边缘点位置越近、梯度相位差越小及实时图边缘点越显著，这两点的匹配就越好；然后融合三种度量结果，设计了一种基于边缘相位和显著性约束的Hausdorff距离模板匹配方法，实现了平面目标轮廓的准确匹配。实测数据处理结果表明，该方法能够实现复杂地面场景中任意形状的平面目标轮廓的匹配定位，并且定位精度高、鲁棒性好、适用范围广。

精确估算吸收性光合有效辐射分量(EPAR)对于检测植被水分、 能量及碳循环平衡具有重要意义。 应用ASD地物光谱仪与SUNSCAN冠层分析仪对冬小麦整个生育期内冠层光谱反射和光合有效辐射进行监测, 并利用冠层反射率数据构建了24个高光谱特征参量, 通过分析不同光谱特征参量与冬小麦FPAR的相关关系, 建立冬小麦FPAR光谱参量估算模型。 结果表明: 除蓝边幅值Db外其余高光谱参量均与冬小麦FPAR呈极显著相关(p＜0.01)。红边面积SDr与蓝边面积SDb的比值(VI4)与FPAR的相关系数最高, 达到0.836。 提取相关性较高的7个光谱参量分别与冬小麦FPAR建立最优线性与非线性估算模型, 通过精度检验分析, 优选了冬小麦FPAR最合适的模型。 对于线性模型, 绿峰位置λg与FPAR的反演模型最好, 其预测模型的R2, RMSE和RRMSE分别为0.679, 0.111和20.82%; 对于非线性模型, 绿峰反射率Rg与红谷反射率Rr的归一化比值(VI2)与FPAR的反演模型最好, 其预测模型的R2, RMSE和RRMSE分别为0.724, 0.088和21.84%。 为进一步提高模型精度, 分别运用多元线性逐步回归与BP神经网络建立多个高光谱参量同时参与的模型, 与单参量模型相比, BP神经网络模型的反演精度明显提高(R2=0.906, RMSE=0.08, RRMSE=16.57%)。 利用高光谱特征参量测定冬小麦FAPR具有可行性, 这为实时、 有效、 准确监测冬小麦生长过程中FPAR的动态变化提供了一种新的方法和理论依据。

火焰光度分析技术是一种能够快速灵敏检测硫、磷等元素的成熟方法.在环境检测,农残检测,工农业生产领域得到广泛应用.通过对传统火焰光度检测器的改进设计,采用光栅和CCD传感器阵列作为检测器的光电转换器件,拓展了检测化合物的种类,成功实现了对H2S,PH3,NH3,AsH3,Cl2为代表的硫、磷、氮、砷、氯五种元素的实时检测.由原来依靠特征波长检测拓展到利用物质火焰光度光谱信息进行定性定量分析.结合化学计量学的方法有望成为一种能够同时检测多类有毒有害气体的快速现场检测技术。