合理的轻量化结构设计是降低大口径反射镜重量的实际而有效的方法,同时可以有效减少自重等对反射镜面形精度的影响。本文以口径为Φ1200mm主镜为研究对象,采用有限元分析作为研究手段,根据等刚度原则,结合实际工艺情况,设计了两种结构形式的主镜轻量化方案。根据有限元分析结果,确定基于反应烧结碳化硅（RB-SiC）工艺、背部半封闭结构、锥形后表面、采用扇形轻量化孔形式的结构方案为首选方案,并成功研制出了反射镜镜坯。

在自适应光学系统中，高精跟踪回路的闭环误差由未完全补偿的跟踪残余误差和倾斜噪声误差组成。利用高精跟踪回路闭环残余倾斜数据和电压数据，可以计算高精跟踪回路的跟踪残余误差、倾斜噪声以及开环倾斜误差。基于此种方法对1．2m望远镜61单元白适应光学系统中高精跟踪回路的性能进行了在线分析。分析结果表明，系统引入的噪声随着所观测恒星星等的增加而增加．

从折射定理出发,给出旋转双光楔的入射光线和出射光线之间的对应关系.据此提出可旋转双光楔角度发生器系统的设计方案,该方案利用光楔对光线的偏折来实现对一定视场任意角位置光线的获得.设计了能够提供满足10°圆视场的高精度角度发生系统.

在微测辐射热计热敏元的热平衡模型基础上,分析了CTIA读出方式的微测辐射热计在不同背景和衬底温度下的输出响应率,仿真了探测器面阵在偏移-增益两点校正法校正后的输出.为衡量不同衬底温度下校正后残余非均匀性噪声的大小,考虑到响应率随背景温度和衬底温度变化的因素,提出了非均匀性噪声等效功率(NNEP) 指标.研究结果表明,在采用20μs积分时间和5pF积分电容时,探测元响应率可以达到106V/W到107V/W;衬底温度的变化在约0.01K以内时,采用两点校正法可以对该读出方式的微测辐射热计输出进行良好的校正.

发射率表征待测体与黑体的辐射强度之比,它与材料的性质、表面状态密切相关,随时间变化而变,并显著影响测温精度.为此提出了一种新的多色比色测温方法,该方法可以对待测体的发射率进行实时修正,具有自适应的特点,使测温仪可以快速、准确地测量温度.采用这种测温方法研制出新型的内调制多色比色测温系统,测温仪用内调制光电探测器作为探测单元,探测器能将恒定的光信号转变为交流电信号输出,便于信号放大和消噪,有效地提高了系统的信噪比.在1050～1650℃范围,测温最大误差为6.2‰.

本文面向医用大输液溶液的在线自动化检测，运用机器视觉技术、自动控制原理，开发了一台智能灯检机。为了从复杂的视觉图像中提取出微小的检测目标，该灯检机运用机械方法使检测目标与背号间产生运动差异，再利用精密的光学成像系统获取目标运动序列图像，最后应用智能图像处理算法完成对产品的检测。本文给出了灯检机的系统结构，并详细介绍了目标检测的关键算法，给出了实验结果。该研究证明机器视觉技术可以有效的运用于大输液产品的在线检测。

本文设计一种口腔内窥镜，以满足牙科医学应用。整个系统主要由成像系统、照明系统、图像显示及处理系统三个部分组成。系统具有显微放大的功能，并且亮度及色温可调。文中利用光学软件设计、优化了光学成像系统，给出了系统像差曲线，并构造了光学照明系统。论丈结尾使用口腔内窥镜对两种牙齿模型进行了测试实验，系统成像分辨力高于100lp／mm，图像清晰，可以观察到牙齿表面的细节。实验结果表明，系统能够满足牙科医学使用要求。

针对所设计的棱镜Q开关，首次把棱镜的折射率考虑在内，将折射率对棱镜转镜Q开关光学加速作用的影响进行了详细的推导计算与分析。计算结果表明：考虑折射率影响后，相对于平面镜而言，棱镜旋转速度会等效减小，说明折射率低的棱镜比折射率高的棱镜具有更明显的光学加速作用，即棱镜折射率对光学加速作用有一定负作用。因此，在选择光学加速装置时，除了要从反射损失小、易于加工等角度考虑外，还需将棱镜折射率因素考虑在内，以期获得最佳光学加速作用。

设计了一个用于远距离监视电视的折反射式步进变焦距透镜。为使微光、白光和近红外三个波段共用一个光学系统，提出一次成像折反射式变焦，并进行了理论分析和给出了设计实例。克服了二次成像折反射式步进变焦方式二级光谱不能校正的缺陷，并且杜绝了像面中心产生黑斑的可能，结构也比较简单。

提出一种适合于金属亚表面缺陷的可视化无损检测方法——磁光／脉冲涡流成像方法。该方法以脉冲信号激励产生涡流，以激光对被检测物体的照射取代传统涡流检测的线圈探头，通过磁光传感元件将缺陷引起的磁场变化转换成相应的光强度的变化，由传统的显微镜、照明系统、偏振器和CCD图像传感器组成的光学系统将光强变化转换为“明”或“暗”图像，实现了对缺陷的实时成像检测。本文论述了磁光／脉冲涡流实时成像检测机理，给出了一种实验装置。通过对金属表面／亚表面缺陷实验，表明该检测方法快速、准确，可实现微／纳米级缺陷的成像检测。