随着工业的快速发展,许多特殊的工程要求布设小范围的控制网,并要求有亚毫米级甚至更高的精度。激光跟踪仪是一种新兴的工业测量仪器,具有极高的距离测量精度。文中提出了利用激光跟踪仪建立高精度微型测边网的方法,并进行了测量实验,分析了测量结果,对高精度微型控制网的测量具有一定的借鉴意义。

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见／紫外双波段光学系统的新方法。在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件，有效校正了色差及球差；同时利用谐衍射设计，使可见／紫外双波段共用同一二元光学元件。利用光纤面板对像面的补偿，既校正了场曲，又满足半视场0-15°为可见波段，15～35°为紫外波段的实际应用需求。完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作。所研制的系统经测试，在F数为1的条件下，弥散斑小于60μm，与传统的球透镜相比．光斑缩小了1／3。

现代光学测量方法通过计算机实时控制,对数据和图像进行采集和处理,代替眼睛进行对准、定焦和读数。曲率半径的接触式测量由精密数显编码器和曲率半径计算软件实现,面型测量使用激光干涉仪、CCD和计算机进行干涉图的采集和计算,焦距、后焦距、曲率半径的自动光电测量方法代替了传统光具座,高精度传递函数测试仪测量MTF极大地提高了测量操作的简易性和灵活性。采用光电传感器、计算机辅助、高精度、综合测试是现代光学测量的显著特征。

提出快速度、短时间目标的多台光电经纬仪的引导测试方法,对引导测试的关键问题进行了分析、讨论,使之成为目标轨迹跟踪测量的有效方法。

采用气态源分子束外延方法和化合物半导体工艺研制了波长延伸的InGaAs探测器,其室温下的截止波长已由1.7μm拓展至2.7μm。对此探测器系列的特性进行了细致的测量表征,结果表明此类探测器十分适合在室温条件下工作,且在热电制冷温度下其性能可大为改观。瞬态特性测量结果表明此探测器系列可在高速下工作,实测响应速度已达数十ps量级,可以满足此波段激光雷达等方面的需要。

研究了一套能实现机动式布站的米级车栽可见光和红外高分辨率光学成像系统新方案．主系统口径1．2m，采用无焦卡塞格林形式，遮拦比1：10；机上中、长波红外成像通道采用共口径光谱分光、二次成像的形式，冷阑匹配效率100％，F数为4；机下成像光学系统焦距47m，F数为39，光学设计满足高分辨率与白天成像的要求，且成像质量达到衍射极限；各通道光学系统结构紧凑.光学设计与分析结果表明：该套光学系统能够用于空中和空间目标的全天时移动式高分辨率可见、红外成像.

星敏感器是目前精度最高的姿态测量仪器,光学系统是其重要的组成部分。首先介绍星敏感器的工作原理,讨论星图识别过程中星像位置提取算法和星图识别算法,剖析光学系统的像差校正、成像特性要求。基于特殊的像质要求,兼顾优化速度,提出运用ZEMAX扩展外部编程以约束光线的优化设计方案。通过编写外部约束条件程序,使用动态数据交换技术实现外部程序和ZEMAX软件的通信,达到星敏感器光学系统的优化设计的目的。然后针对设计指标焦距f=43.56mm,入瞳直径D=27.3mm,全视场角为20°的APS星敏感器光学系统,采用该方案优化设计。得到的星敏感器光学系统,所有光学面都是球面,材料选用普通玻璃,具有像方远心的特点,系统成像质量满足星图识别要求。仿真表明：运用ZEMAX扩展外部编程优化设计星敏感器光学系统的方案快速有效。

将基于周期性温度激励的主动控制技术引入"混合型气动CO2激光器(MGDL)"研究,通过数值计算深入研究了周期性温度激励对MGDL主/副气流混合特性及小信号增益系数的影响。研究结果表明与未施加周期性温度激励的情形相比,在MGDL副喷管出口位置施加特定幅值及特定频率的周期性温度激励后,可以显著增强主/副气流的混合效果并大幅提高混合喷管中的小信号增益系数。激励幅值和激励频率对主/副气流混合特性及小信号增益系数有重要影响随着激励幅值的增加,小信号增益系数先增大后减小;在混合喷管下游区域,文中所选的六种激励频率条件下获得的小信号增益系数均高于未施加周期性温度激励时的情形;随着激励频率的增加,主/副气流的混合效果越来越好,但当激励频率增加到一定值后,主/副气流的混合效果不再发生变化。

空间遥感相机在发射过程中及其在轨运行时,由于大气压力、温度、力学环境等的变化,导致焦面离焦。为了满足成像质量要求,相机在空间投入使用之前必须对偏离的焦面进行校正。针对轻小型空间相机的使用特性及要求,设计了一套调焦范围±3mm的像面移动式调焦机构,质量仅为3.25kg。利用蜗杆传动的自锁性,防止焦面组件在外力作用下发生窜动。选用微型精密级直线滚动导轨保证CMOS靶面的直线性精度。同时利用光电编码器(16位)实时反馈靶面的位置信息,以保证其定位精度。对调焦机构进行了理论分析、动力学分析及试验验证、精度测试及分析、焦面标定试验等。试验结果表明调焦机构的一阶固有频率为182.7Hz,可以有效地避免共振现象;CMOS靶面的直线性精度优于20″,定位精度优于±4.2μm,满足调焦精度要求;焦面标定试验验证了调焦机构设计的有效性,满足...

磷酸二氢钾（KDP）晶体是一种非常优良的非线性光学晶体材料，在强激光系统中有着重要应用。但其理化性质特殊，加工高表面质量的元件难度很大。目前研究认为磁流变抛光技术能够获得高精度的KDP晶体表面，但是该加工过程带入的表面残留如不清除，会大大降低元件的性能。提出了一种针对磁流变抛光后续的KDP的清洗技术，设计了含水活性清洗液，结合超高频超声作用共同去除KDP表面残留。光学显微镜和白光干涉仪分析表明，该技术较好地去除了表面残留，并且晶体表面粗糙度有所降低。拉曼光谱和激光干涉仪测试表明，清洗前后KDP表面化学结构和面形精度一致。该研究获得了较为满意的结果，说明该方法是一种有应用前景的KDP超精密清洗方法。