针对水体中常见重金属汞的检测问题,提出基于两电极体系的检测新方法.设计以金电极为工作电极、不锈钢为辅助电极的集成电极,用该电极对汞进行溶出伏安法测定.讨论活化电极、支持电解质、富集电压和富集时间对汞离子测定的影响.在优化的实验条件下,分别对1~10 μg/L和10~90 μg/L 2个不同浓度范围的Hg2+进行测定,溶出峰电流与Hg2+浓度呈良好的线性关系,相关系数分别为0.994 1和0.999 2；当富集时间为600 s时,Hg2+的检出限可以达到0.5 μg/L.利用该方法测定自来水中汞的含量,检测结果与原子吸收法一致,平均回收率为98%.结果表明,基于两电极体系,可以可靠、准确检测出水中汞,且电极灵敏度高、价格低廉,具有推广应用前景.

针对非均匀介质成像仿真速度较慢的问题,提出一种获取近似退化图像的快速仿真模型.按视场将图像分为若干子块,计算得到各子块中心位置的点扩散函数矩阵,建立与像素大小对应的成像退化矩阵.近似认为各子块内成像满足等晕条件,分块卷积快速得到各子块退化图像,并采用少量重叠的方法实现整个视场的无缝拼接,加入畸变信息得到最终的退化图像.建立仿真成像系统,做了多组对比实验,并对光追法得到的精确退化图像和该模型得到的近似退化图像进行相似度的比较.结果表明,在一定相似度的要求下,对于512×512像素的图像实现毫秒级的处理速度.

针对图像清晰度评价在图像、视频领域应用的重要性,提出一种新的无参考图像清晰度评价指标.算法从图像模糊会造成边缘扩散的原理出发,通过自适应阈值的梯度算子求取含强边缘信息的图像,在得到各强边缘宽度的基础上建立强边缘宽度直方图,以此提出基于直方图信息的距离因子,通过将该因子引入到加权平均求取强边缘平均宽度的模型中,得到清晰度评价指标.实验结果表明,相比于主流的基于边缘宽度的清晰度评价方法,该方法更能够满足与图像内容无关性的要求,该方法的结果更接近于人眼主观评价.

基于随机平均法研究考虑刚度非线性时DSA X型受电弓弓头悬挂子系统的随机动力学特性.建立弓头悬挂子系统的非线性动力学模型,基于受电弓的结构参数计算获得非线性刚度.弓网间接触压力简化为对弓头悬挂系统的周期和随机组合外激励,建立描述弓头悬挂动态行为的非线性随机微分方程.基于随机平均法得到弓头悬挂子系统的稳态响应统计量,研究非线性强度对稳态响应的影响规律.结果表明,弓头滑板的稳态响应出现随机跳跃,随着非线性强度的变化随机跳跃会产生或消失,即发生分岔.

介绍了将快速光谱仪和模拟相结合的方法来评价平板显示器彩色运动伪像.采用快速光谱仪SPR-3000来获取交替图案的阶变响应函数表现不同颜色的响应情况；对已获得的阶变响应函数进行傅里叶变换,加权人眼对比敏感度曲线,然后对该曲线进行反傅里叶变换得到符合人眼实际感知的曲线.介绍了延长模糊宽度、人眼感知模糊宽度两种评价方法,并使用人眼感知模糊宽度定量的分析彩色运动伪像.实验中对具有不同波长的单色图案进行测试,证明了不同颜色之间在同样运动条件下所获得的是不同程度的运动伪像.

为实现宽光谱的连续可调谐滤光,提出了一种利用液晶电光效应的多级可调谐滤光片的设计方法并进行了研制.在传统Lyot型滤光片中加入一个液晶盒,利用液晶的电控双折射效应实现可调谐；将多个此类型液晶可调谐滤光片按其相位差的一定整数比进行叠加.通过对这种四级可调谐滤光片的模拟分析,可实现在450～550 nm波段的调谐,光谱分辨率达10 nm.实际制作了四级液晶可调谐滤光片并进行了性能测试,测试表明,其主要性能指标达到了设计要求.研制结果可以为宽光谱多级可调谐滤光片的研究提供参考.

针对微波光子滤波器中光纤环的不同参数和结构，详细分析了不对称耦合比对光纤环构成的滤波器抑制比性能带来的提高，并理论推导和实践了光纤环滤波器的级联.研究发现，基于不对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器比基于对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器拥有更高的抑制比；从原理上分析了无限脉冲响应（IIR）滤波器级联特性不稳定的原因，并在实验中证明了基于低相干光源的级联滤波器频响稳定性有很大提高；对于基于光纤环结构的微波光子滤波器，无论是单环结构还是级联结构，使用宽带光源作为载波会得到更好的滤波效果，系统的频响也更稳定.

针对内外表面作用均布压力和电势的功能梯度径向极化无限长压电空心圆柱旋转问题,给出了其精确解.分析了旋转功能梯度压电空心圆柱内径向应力、环向应力及电势的分布情况,还研究了材料的非均匀特性、空心圆柱的内外径比率以及外加电势对机械场和电场的影响.通过设计合适的功能梯度形式、选择合适的内外径比率以及在内外表面施加恰当的外加电势能够达到改善旋转功能梯度压电空心圆柱的力学行为.得到的解可应用于沿径向按幂函数规律变化的旋转压电功能梯度空心圆柱构件的精确分析和优化设计中.