研究并给出了参考光束型激光多普勒测速仪中计算信噪比的一般公式，并进行数值模拟，分析了光斑尺寸和探测器孔径对信噪比的影响；同时给出多普勒电流的计算公式，并从理论上分析了参考光束与信号光束的空间位置关系对多普勒电流的影响。理论分析及数值模拟表明，信噪比是参考光光强的增函数，但当参考光光强达到一定值时，信噪比增加的非常缓慢，趋近极限值ηIs／（hv△f）；两光束艾里斑尺寸相当时，信噪比最大，可达0．7ηIs／（hv△f）。两束光不平行时，多普勒电流的大小与两束光的角度偏差关系很大；而两光束平行时，光束入射角对多普勒电流几乎没有影响。

针对轮胎圆度误差检测中需要消除偏心误差和表面形貌特征影响的问题，设计了一种基于激光三角法的轮胎圆度误差嵌入式检测系统。采用改良过的反向法误差分离技术采集轮胎轮廓信息并消除偏心误差；依据轮胎表面橡胶须和凹陷花纹的特点，设计了滤波和拟合算法消除其对检测结果的影响；应用最小二乘法评定轮胎圆度误差。对子午线轮胎大、小花纹表面的检测实验表明，系统可以有效消除偏心误差和轮胎表面特征的影响并完成轮胎圆度误差的检测。

针对长轴直线度检测需要直线和角度基准问题，本文提出采用十字线激光束的长轴直线度检测方法。根据被测长轴轴心到两激光平面的距离唯一的原理，用图像处理技术对十字线激光图像进行处理，求出十字线激光图像的交点坐标和水平线倾角，结合距离信息计算被测长轴的直线度参数。讨论了检测系统的结构，详细介绍了直线度参数的计算方法。采用640pixel×480pixel摄像机（光靶分辨率为0．0973mm／pixel），在1m、9m和18m处分别摄取50幅图像，测量结果的极径标准偏差分别为0.00937mm、0．0342mm和0.0860mm，极角标准偏差分别为0．843′、1．26′和1．57′。

照明系统作为投影仪的重要组成部分，对于整个系统的亮度和均匀度起着决定性作用。本文提出了一种特殊的复合抛物面聚光器（Compound Parabolic Concentrator，CPC）作为回复反射器微型投影仪照明系统，目的在于利用CPC特殊的几何结构对UHP（Ultra High Performance）光源发出的部分光线进行收集循环利用，以提高整个系统的光能利用率。通过在Tracpro软件中建立整个单片式LCOS微型投影仪照明系统进行光线模拟，结果表明：使用特殊CPC回复反射器以后，投影到屏幕上的能量提高约为单纯利用椭球形反光碗收集光线时的两倍。

以辐射度学为理论基础，推导出了发散光和平行光两种照射方法标定的空间紫外遥感仪器光谱辐照度响应度的结果表达式，分析了影响两种照射方法定标结果的因素。通过相关的测试实验，数值估算了采用发散光照射方法为仪器进行辐照度定标时所引入的定标方法误差。计算结果表明，在假设平行光辐照度值均匀及发散光源为朗伯光源的情况下，采用发散光照射方法定标时所引入的定标方法误差小于1．2％。数值估算结果对于采用发散光照射方法为空间紫外遥感仪器进行光谱辐照度定标具有一定的指导意义。

以全光纤迈克尔逊干涉仪为基础,研制出由地震敏感元件组成的单分量双光路加速度地震检波器样机,并提出了三分量检波器的设计方案.为了考察缠绕光纤前后顺变柱体弹性模量的变化,做了拉伸和压缩实验,以确定其作为敏感元件的关键特性.该检波器可用于检测小到0.01g的加速度.

根据菲涅耳衍射理论,采用微光学元件制作技术,通过三次套刻制作出八位相台阶的二元离轴菲涅耳透镜.这种微型光学元件同时具有色散分光和聚焦功能,用来作为分光元件时,具有较高的光谱分辨本领和衍射效率.实验测出其衍射效率大于68%.

白天强背景光将通过望远镜系统对后续观测系统产生很强的杂散光.在这种条件下,卡塞格伦望远镜系统杂散光成对称分布,主要来源于望远镜筒壁的漫反射光、马蹄镜的直接反射光和次镜支架的漫反射光.理论分析和数值模拟表明,系统结构中马蹄镜和次镜的作用最大,而观测视场角的增大将导致杂散光通量的急剧上升.

设计了一种基于ISP技术的线阵CCD的驱动电路和高速脉冲光谱数据采集卡,建立了一套智能化脉冲激光光谱测试系统.该系统主要由分光系统、CCD传感器、光脉冲同步信号发生器、数据采集卡及计算机等部分组成.CCD将光强信号转换为电信号输出,经A/D转换器转换后的数字信号存入数据采集卡的帧存储器中,由计算机控制进行光谱数据的分析、处理.提出了用重心法对脉冲激光器的重复频率进行评估的方法,使测量精度达到了亚像素级.对系统所用脉冲激光器谱线峰值波长的复现性进行了测量,其标准差为0.0327nm.

倾斜镜面成像系统的像面与光轴倾斜,仅利用轴向自动调焦无法实现像面整体清晰.为此提出一种基于图像清晰度判断的自动调焦方法.该方法将轴向调焦与角度调焦相结合,通过步进方式平移和旋转像接收面,利用离焦函数判断聚焦情况,采用数据拟合回归的方法实现了像面整体清晰.该方法在椭偏成像系统的应用结果验证了其有效性,调焦精度达到微米量级.