详细分析了洁净介质中颗粒状杂质检测的光学过数原理,并根据光散射理论推导出了消光式颗粒计数器中的光能与粒径之间的对应关系.通过数值计算,说明了消光原理在具体应用中存在的不足,分析了在对大颗粒测量时用光阻原理代替消光原理的可行性.设计了一套计数装置,增加了用于小颗粒检测的前向散射光探测器和光源波动监测器.实验结果表明,该套计数装置能够对0.5μm以上的颗粒进行检测,可以表征被测对象的洁净度.

通过对微粒-光束作用的讨论,证明传统的光阻法原理仅适合于对较大粒径的粒子检测做出解释.在悬浮液透射定律的基础上,推导了对光阻法原理的另一种解释,并用Mie散射理论进行了修正,将之命名为消光原理.实验证明,消光原理是对光阻法技术的一种更加合理的解释.

提出了对空中点目标进行被动测距的方法.基于红外辐射在大气中的传输规律和红外成像系统的特性,建立了目标和背景的表观对比度模型.通过对两个波段上对比度模型的分析,推导出了测距公式和距离分辨率公式.理论分析表明,只要得到大气在两个波段上的消光系数,通过测量目标在两个波段、两个时刻上的目标表观对比度,即可计算得到目标距离和目标径向速度,而距离分辨率则取决于系统的对比度探测能力及相关参数.利用所得公式计算了不同气象条件下,目标距离分辨率与目标距离之间的关系,对计算结果进行了讨论.

SS-1型前向散射式能见度仪采用双光路设计，通过测量红外光在大气中前向散射系数的方法测量气象视程。文中介绍了仪器的工作原理、系统构造、系统功能及主要技术参数。

用前向散射能见度仪替代透射能见度仪测量能见度时,在不同天气条件下,二者有着不同的函数关系,作者通过研究给出了这种函数关系式,应用这个关系式可确保前向散射仪的测量精度,从而提高前向散射仪的实用性.

设计了一种检测装置，用来对洁净介质中的颗粒粒径大小和数量进行统计。详细分析了用几何光学的光阻公式替代消光公式对大粒径颗粒的检测机理和前向光散射探测器检测小粒径颗粒时的计数技术。用该装置对标准颗粒物质进行了检测实验，结果表明：对于2μm以上的颗粒计数。效率能达到90％；对于1μm以下的颗粒也有较好的分辨能力，计数效率在70％左右。数值计算和实验结果证实了该装置具有较好的计数能力，能够表征洁净介质的污染程度。

研究了真空紫外到深紫外波段常用的基底材料，给出了常用基底材料的光学特性和在真空紫外波段的截止波长，测量了这些材料在120～500nm的透过率，给出了通过透过率计算弱吸收基底光学常数的计算方法，并用该方法得到了熔石英、氟化镁晶体、氟化钙晶体、氟化锂晶体在120～500nm的折射率和消光系数，对这些常用基底的使用范围和特点进行了一定的比较和分析，并将所得基底的光学常数与公开发表的文献进行了比较，证明了所得结果的可靠性。