采用高相干窄带光源的光纤水听器时分复用(TDM)阵列中,信号光与其余通道的泄漏光之间不是简单的强度叠加,而是互相干涉.以此为基础,推导了8路TDM阵列中各通道光束相互作用的理论公式,得到了光开关的消光比是决定系统串扰的主要因素,最大串扰值约为消光比的一半的结论.信号解调采用相位载波解调(PGC),由于串扰频率分布广且远高于信号频率,提出了采样前先低通滤波的信号检测方案,该方案可滤除串扰高频成分,大大减小串扰频率混叠对PGC解调的影响.

采用CCD漂移扫描技术可以显著提高地基光电望远镜系统的观测效率，改善空间目标的数据质量，但目前不适合对快速移动目标的观测。把CCD漂移扫描技术与精密控制的旋转装置相结合是扩展其应用的一种解决思路，本文在分析CCD漂移扫描技术的基础上，建立了一种旋转式CCD漂移扫描观测的控制模型。同时运用模型进行了模拟观测实验，并分析了旋转角度、脉冲控制周期等模型参数对观测效果的影响，其结果不仅验证了该旋转控制模型构造的合理性，而且也能为实际观测提供参考依据。

为了测量振幅小于1μm的微振动信号，在传统迈克尔逊干涉仪的基础上，提出了一种大光程差情况下的实时高精度测量系统。该系统使用单频窄线宽光纤激光器来减小长光程差下的相位噪声影响；用零差解调方法来抑制环境影响导致的相位漂移；双路平衡检测的使用将光源强度噪声降低16dB左右。当测量距离为10m时，光源引起的相位噪声仅为5.28×10^-6 rad／Hz^1/2；但由于电路处理上的限制，实际可探测的最小灵敏度约为10^-5rad／Hz^1/2，当被测信号在100Hz-4kHz之间时，系统具有良好的线性响应度。

齿侧间隙会影响齿轮传动式望远镜的指向和跟踪精度。采用多电机驱动，通过施加偏置力矩能消除齿隙影响。以双电机驱动为例，建立动力学的数学模型，考虑齿隙非线性，齿轮传动链刚度的周期时变性，随机风扰力矩以及电机齿槽力矩的作用，以最小化偏置力矩为目标函数，齿轮不脱离啮合为约束条件，进行优化设计，获得了各驱动力矩下，全速度范围内的最优偏置力矩，并分析了传动系统的转动惯量、刚度及阻尼等参数，对偏置力矩设计的影响，得到了偏置力矩的变化规律。

本文提出了一种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜。首先根据拉格朗日方程建立了这种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜简化模型的动力学方程，然后推导出了其倾斜方向谐振频率理论表达式；根据理论表达式可以预测倾斜镜的动态性能。在理论分析的基础上，我们制作了这种薄板结构，将其加入到原有结构倾斜镜中，进行了频响测试以及角行程测试分析。比较理论分析和实验测试分析的结果，证实了薄板部件的加入对于倾斜镜应用带宽的提高有显著作用。

针对全钢子午线工程轮胎X光无损检测的特点和技术要求，本文研制了一种基于X光透射成像和图像模式识别技术的全钢子午线轮胎缺陷检测识别系统。本系统以扇形X射线作为光源，用CMOS线阵探测器采集连续无盲区、清晰的轮胎X光全景图像，图像的横向分辨能力为0．08mm；依据钢丝帘线缺陷的特质设计了相应的缺陷识别算法，在采集图像的同时对轮胎内部典型缺陷的自动识别检测。实验结果表明，本系统能够完成内径尺寸从23inch到35inch的子午线轮胎x光图像的采集和轮胎内部异物和钢丝帘线交叉、搭接、稀线、排列不均、弯曲、断裂和带束层顺线等典型弊病的在线自动检测工作。

信号调制度是摆扫干涉光谱仪的一个重要性能指标。从摆扫干涉光谱技术原理出发，就反射镜的镜面弯曲误差、分束器性能变化和平行动镜的倾斜误差等几个方面对信号调制度的影响进行理论分析，给出了调制度表达式，并指出调制度与相对应的性能参数之间的关系。

采用模式控制对能动光学系统的有效运行是十分重要的。针对1.2m能动镜,对常见的泽尼克模式、主镜的自由振荡模式和本征模式进行了分析,其中本征模借鉴于薄膜反射镜的模式分析,但尚未见到用于能动主镜的模式控制,从能动镜对各模式的拟合精度以及选用的模式数量与能动镜系统的校正能力的关系考虑,选择离焦、三阶彗差和9阶本征模作为1.2m能动光学系统的校正模式,其中离焦和三阶彗差由次镜的平移和倾斜进行校正,9阶本征模由主镜背面的力驱动器阵列进行校正。

针对TMC（三镜卡塞格林）光学系统凹椭球面主镜的检验,本文提出了一种平板补偿的自准检验方法。该方法克服了OFFENER零位补偿器本身性能难以检验,只能靠加工和装调保证精度的问题。针对TMC主镜面形与抛物面接近的特点,对平板补偿的自准检验方案进行了理论分析,利用二次非球面的法线像差性质推导了检验光路中球差的表达式,并利用最小剩余球差进行补偿平板参数的确定。对某TMC系统顶点曲率1589mm,二次系数-0.983,口径Φ500mm的主镜检验,设计了尺寸仅为Φ34.2mm×9.1265mm的补偿平板。在ZEMAX中计算的结果表明,经平板补偿后的检验光路波像差RMS值为0.003λ,可满足TMC主镜的高精度检验要求。对补偿平板的检验方法,以及加工和使用中应当采取的措施也进行了考虑。与常用检验方法相比,本文方法具有容易对平板性能进行检验,成本低、研制周期短等优点。

补偿器法是测量非球面反射镜面形误差的一种重要的方法。在检测过程中，各个元件之间的调整会带来初级像差，这是影响最终检测结果的一个关键因素。本文以一个1m口径的非球面反射镜为例，首先详述了其面形误差检测的设计和测量过程，然后分析了各个元件的调整会带来相应的初级像差，随后给出了实际检测过程中出现的误区，并对其进行了分析和讨论，结合实际的检测过程得出了相应的判断和消除的方法。最后，分别对300mm、700mm口径非球面反射镜与本文1m非球面镜的检测结果进行了比较，证明了该误区会使最后的检测数据发生变化，从而使最后的检测结果失真，并验证了先判别后消除方法的可靠性。最后利用正确的方法，检测得到1m口径非球面被测镜的RMS面形误差为0．038λ，满足指标要求。