针对微小面积及'盲孔'底面形貌,提出了一种基于直接成像原理的多功能光电检测系统.主要阐述了其光学系统设计思路,即内窥式镜头与显微系统相结合,观测与微扫描相结合.物镜部分采用内窥式探头,可深入内径2.5mm的盲孔内部,数值孔径不受微孔尺寸限制,从而提高了系统分辨力,达到600lp/mm.利用平行平板光学测微器,寻找和瞄准微孔内观测表面的微小细节,可将±0.1mm范围内的被观测目标定位到视场中心.

提出并研究了基于环形光电探测器的多目标探测与跟踪技术。首先提出了一种基于6片线阵CCD的环形探测器设计。该探测器中的每一线阵CCD光学系统的光轴均通过探测器中心点，且任意两光轴之间的夹角为60°，形成具有3600视场的环形探测结构；提出了基于目标信号脉宽判据、基于目标信号水平尺度比率的复合判据，研究了适用于环形探测器的多目标快速识别与跟踪算法；建立了硬件实验系统，并进行了功能验证实验，实验结果表明：所提出的环形光电探测器及算法设计可实现多个运动目标的探测与跟踪，在目标机器视觉、虚拟现实等领域具有潜在的应用前景。

真空望远镜封窗玻璃主要受到大气压力和重力的影响,由于要求得到高空间分辨力的太阳像,所以对封窗玻璃的变形要求很高.用有限元法对封窗玻璃进行力学分析计算,得出不同角度观测时的应力及变形数据,封窗玻璃在各个位置观测时受到的应力和变形相差很小,可近似认为变形后的表面是对称旋转变形.

以几何光学的矩阵变换为基础,通过光线追迹的方法,对四象限分光的多透镜成像复杂光学系统进行仿真建模.由所得到的基本参数的关系曲线,优化确定系统的放大镜放大系数为20,分光镜离轴距离为3mm,系统出瞳直径1mm.对复杂光学系统参数的优化提供了新的思路和方法.

根据轻质镜的工作状态,分别给出了一种平放时的和两种立放时的支撑方法.用Algor有限元软件对这三种状态进行应力和变形分析,并用Excel对节点变形进行处理,给出了镜面变形曲线.分析结果表明,三种支撑方法能够满足轻质镜的变形精度要求.

运用子孔径检测及拼接的方法可完成大口径光学件面形的干涉测量。为了能够减少子孔径拼接的误差累积与数据处理算法带来的精度影响，运用子孔径拼接的误差拼接算法，并通过对实验检测数据的处理，得到拼接结果与全孔径检测结果比较，面形波面峰谷值相差0．0842，均方根值相差0．01λ，误差在Veeco光学干涉测量仪器的公差范围内。实验结果验证了误差均化算法可有效减少误差的传递与累积，实现子孔径拼接技术对大口径光学件的正确检测。

光电望远镜口径超过5m以后，应该补偿风阻力矩干扰，以提高光电望远镜跟踪精度。本文首次将自抗扰控制器应用于光电望远镜的伺服系统中，根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外部扰动，将作为负载扰动的风阻力矩归为外部扰动，利用扩张观测器对包括风阻力矩的各项扰动进行观测和补偿。该方法能有效地抑制风阻力矩对系统的影响，同时提高伺服系统速度环的响应速度，减小了稳态误差且无超调。仿真结果表明，具有自抗扰控制器的调速系统，当随机风阻力矩在＋100Nm之间变化时，系统稳态误差的均值为1．8×10^-5 rad／s，标准差为9、87×10^-4 rad／s，最大值约为5．7×10^-3 rad／s，其抗扰性能明显优于PID调速系统。

设计了一种基于相位相关与归一化积相关的联合图像校正算法.该算法针对卫星姿态变化对LASIS(大孔径静态干涉成像光谱仪)图像造成的畸变,根据傅里叶变换的旋转平移特性,实现图像序列旋转失真的高精度校正,校正精度达到0.01°;同时,基于归一化积相关方法实现图像序列平移失真的校正.针对LASIS数据量大的特点提出了改进的快速自适应模板选取法,使算法的运算复杂度按4n递减.仿真结果表明,该算法能快速有效地校正LASIS图像.

超快非线性干涉仪（UNI）是一种基于半导体光放大器（SOA）的超高速全光开关器件。UNI的开关窗口特性的好坏是评价UNI性能的一个重要指标。文章对单臂结构的UNI的工作原理进行了描述，并用Optisystem 3.0对UNI开关窗口特性进行了仿真模拟，详细分析了延时τ.SOA的偏置电流、控制光功率以及连续光功率等因素对UNI开关窗口的影响，从而为实现最佳的开关窗口提供了一个理论指导。

光纤M-Z干涉仪是由两个3dB耦合器构成,将此干涉仪放到激光腔中通过调节其干涉状态就可以相应地调制激光腔的损耗,发挥Q开关的作用.从理论上模拟了M-Z干涉仪输出光强随相位差的改变而发生平移,并在实验中验证了这一特性,证明理论模拟的特性与实验基本符合.