针对事件相机在静止场景中无法响应的问题，提出一种基于快门映射的高动态范围成像方法。该方法在静止场景中通过控制机械快门旋转，从而触发场景亮度变化并产生事件流，最终将不同机械快门旋转速度下获得离散事件重建为高动态范围静止图像。实验结果表明，该方法能够在场景动态范围达到112 dB时，成功实现事件相机对静止场景的成像。该方法优势在于无需改变场景的静止性，能够在不牺牲成像效果的前提下，有效扩展事件相机在静止场景下的应用范围。所提出的基于快门映射方法为复杂光照条件下的高动态静止场景成像提供了一种简单可行的途径，为事件相机的应用拓展提供了新的思路。

微波光子滤波器是一种将微波信号调制到光频域，并借助光电子器件在光域内对微波信号进行滤波的器件，相比于传统电学微波滤波器，其具有频率调谐范围大、频谱重构灵活以及抗电磁干扰等优势，在无线通信、雷达、电子战系统中具有广泛的应用前景。随着集成光电子技术的发展，微波光子滤波器也逐渐由分立光纤器件向集成化方向发展，以大幅减小体积、重量、功耗和成本。本文从集成微波光子滤波器的系统架构、工作原理以及性能出发，详细综述了非相干型和相干型集成微波光子滤波器的最新研究进展，分析了当前面临的技术难点与挑战，并对集成微波光子滤波器的未来发展趋势进行了展望。

为扩大光谱共焦位移传感系统的测量范围并提高测量精度，设计了基于梯度折射率（Gradient Index， GRIN）光纤的二级色散物镜，并利用物理信息神经网络（Physics-Informed Neural Network， PINN）算法结合ZEMAX软件仿真，在扩大系统色散范围的同时，实现二级色散物镜与预色散GRIN光纤像差的综合补偿与校正。首先，根据GRIN光纤的折射率分布形式及柯西色散，建立了GRIN光纤预色散单元，推导了波长与轴向色散之间的关系，并仿真分析了不同节距数时GRIN光纤的色焦移，当GRIN光纤节距数m=5时，能够达到1.496 mm的轴向预色散，线性度R²约为95%；然后，根据计算获得的GRIN光纤预色散单元的等效物点位置及像差理论，推导了GRIN光纤的像差，设计了二级色散物镜，并利用ZEMAX进行了色散性能分析及像差优化；最后，为提高系统分辨率，校正系统像差，提出了采用PINN结合ZEMAX形成闭环验证的像差校正方法，通过ZEMAX建立“透镜参数-Zernike像差”数据集，结合预色散GRIN光纤的像差数据，利用PINN预测反馈并进行迭代优化，实现整体像差的综合补偿校正及轴向色散线性度优化。结果表明：系统的最大像差降至10 μm以内，综合轴向色散达到4.34 mm，线性度R²达99.84%，搭配纳米级光谱仪，理论分辨率可达25 nm。该研究对光谱共焦位移传感系统的设计和性能优化具有一定指导意义。

薄膜铌酸锂作为新一代硅基光子集成平台，在光通信、非线性光学和量子光学等领域取得了显著进展。然而，芯片与光纤之间的低损耗耦合仍是限制其高性能器件实际应用的关键难题。为实现与光纤陀螺中光纤环尾纤的耦合，以及芯片的批量化低成本生产，设计并验证了一种基于深紫外光刻工艺的双层倒锥端面耦合器，研究了不同倒锥结构下耦合损耗的变化。通过最优化设计，利用电子束光刻工艺验证了该结构在1 310 nm波段可实现与模场直径为6 μm光纤低至2.3 dB/facet的耦合损耗。该耦合器结构简单、工艺复杂度低、耦合损耗小，针对上下层倒锥的对准误差，具备±300 nm的制造容差。该制备方案与常见的薄膜铌酸锂器件制备流程相兼容，借助成熟的批量制造工艺可实现器件的大批量制备，将有利于薄膜铌酸锂平台的集成度提升与相关器件的工程化应用。

中波红外干涉光谱成像仪在气体探测识别中独具优势，适配化工气体巡检预警与泄漏应急，然而传统构型在轻小型化、稳定性上局限显著，因此设计了基于阶梯微镜干涉调制的光谱成像光学系统，工作谱段为3~5 μm，F数为1.5，焦距为30 mm，视场为18°×14.4°，探测器选型为320×256像元阵列的中波制冷型探测器，通过折衍混合、非球面设计实现消色差和无热化，引入柱面镜抑制干涉分束系统导致的严重像散，为提升环境适应性保证成像质量，分析溯源视场内红外杂散辐射并进行抑制，完成样机装调后光谱成像结果显示，设计系统成像质量稳定良好且能够实现气体种类识别。

针对空间碎片在地影时段无法通过成像系统稳定跟踪，导致测距成功率低的问题，提出了一种基于阵列光纤的测距跟踪方法。该方法在接收端引入由一根中心光纤与六根环绕光纤构成的阵列结构，每根光纤均设置两路输出通道，其中一路为固定长度的基准光纤，另一路为长度各异的指引光纤。根据回波信号的时间延迟识别入射光纤，进而解算出目标相对视场中心的偏移方向，引导望远镜将目标修正至视场中心。将阵列光纤应用于测距系统中，对地影目标开展激光测距实验。实验结果表明，该方法能够实现不可见目标的偏移方向解算与测距跟踪，有效提升了测距系统在地影时段的跟踪能力与测距成功率。

针对光学遥感图像中背景干扰严重及目标尺度差异导致的检测精度低、漏检误检率高的问题，提出了一种基于自适应特征加权的遥感图像目标检测算法。在特征提取阶段中设计自适应通道加权模块，通过自适应通道加权增强目标相关特征、抑制背景噪声，并平衡多通道特征表达，有效缓解背景干扰的影响。同时，针对小目标和大目标的尺度差异，设计自适应多尺度融合金字塔，结合多尺度感知与上下文集成模块及自适应层间加权模块，动态优化多尺度特征融合，提升模型对小目标高分辨率细节捕捉和大目标低分辨率语义整合能力。在DOTA1.0和DIOR-R数据集上的实验表明，所提方法相较基线模型的平均精度分别提升2.36%和3.28%。可视化对比进一步验证了所提方法显著降低小目标的漏检和误检率。

在电子对抗环境中紫外光通信是编队无人机隐秘作战的有效通信手段，分簇能够降低编队保持中的通信开销并延长执行任务的生命周期，提出一种面向紫外隐秘通信的多目标粒子群优化与差分进化联合分簇算法。该算法以节点剩余能量、紫外链路接收信号强度稳定性、节点与长机的归一化距离及速度一致性为核心决策因子构建多目标簇首选举模型，结合拥挤度距离准则从帕累托解集中筛选最优解实现高效簇首决策，设计分层分簇结构与簇内自适应重构机制实现簇内快速重连与簇首切换。仿真结果表明，该算法显著降低了能耗并提升了网络生命周期，较传统低功耗自适应聚类分层分簇算法、传统加权分簇算法、添加剩余能量的低功耗自适应聚类分层分簇算法、动态尺度加权分簇算法和基于竞争神经网络的分簇算法平均能耗分别降低25.8%、23.6%、17.1%、15.3%和11.1%，在传输数据量方面分别提升91.6%、54.42%、29.3%、12.8%和9.6%，节点死亡90%时生存周期分别提升35.4%、31.1%、24.5%、11.6%和8.9%。

提出了基于经验修正的贝克曼—基尔霍夫标量散射模型的超光滑光学元件表面参数预估方法，利用经验修正的贝克曼—基尔霍夫散射模型建立元件的散射率数据库，结合基于光腔衰荡法测量光学元件在不同立体角下的散射率，进而利用数值求解方法拟合得到超光滑光学元件表面参数。结果表明，所提出的预估方法能够实现超光滑光学元件表面质量参数快速高精度测量，可为空间引力波探测系统的超光滑光学元件散射测量以及杂散光抑制提供参考。同时，结合文中提出的方法，针对驻波腔光腔衰荡法散射测量实验中光束往返传播造成的正、反向散射重叠问题进行了讨论分析，提出了最佳测量角度选择方案，为实验测量提供参考。

针对随机相移算法在较少帧条纹图应用中存在误差大、求解不稳定及精度提升受限等问题，提出了一种结合相移分解法和椭圆拟合校正的三帧随机相移条纹图相位解调算法。该方法首先使用相移分解法根据采集的三帧随机相移条纹图得到两个正交分量，然后利用椭圆拟合技术求取两个正交分量空间分布椭圆的系数，进而通过理想圆校正实现了精确的相位解调。结果表明，该方法相比相移分解法精度更高，仿真下精度提高了约10倍，且在不同的条纹类型、信噪比水平、条纹数目等条件下均表现出了优越的解调性能。该方法应用简单、数据采集快、精度高，为三帧随机相移解调技术的应用推广提供了一种高效、稳健的解决方案，具有良好的应用前景。