微分干涉相衬(DIC)显微术使用诺马斯基棱镜完成光束的分割、合成,合成光束发生干涉,将样品上各部分折射率、厚度的变化率或表面起伏的不同转化为像面上光强的差别,故像面是物面的微分.DIC与无限远光学系统的结合,减小了棱镜、检偏器的插入引起的负面影响.将该DIC应用于PM2.5大气颗粒物的研究,得到了优于其它显微术的图像.

提出一种光谱分析仪光学系统的优化设计方法.该方法以光线光学为依据,在光源和光瞳上以高密度取样,将追迹实际取样光线得到的点列图作为评价依据,根据光谱分析系统的评价指标,将整个系统以单色器入口为分界点分为两个子系统,分别对其进行优化设计,研制了对结果的后处理模块,并将其集成到光学设计软件中去.给出了一个原子吸收分光光度计光学系统实例,使用波段为190～860nm.设计结果和样品实验表明,该系统达到0.3nm的光谱分辨力要求.

在遥感相机对地面目标摄影的过程中 ,由于地面目标在相机象面上的象是运动的 ,即存在象移 ,这将导致相机分辨力下降。为获得较高的动态照象分辨力 ,必须对象移进行补偿 ,而补偿的关键是准确地获得当前的象移速度。本文采用统计实验方法 ,分析了采用计算法得到的象移速度的分布特性 ,给出了实用的象移速度滤波预处理、卡尔曼滤波、野值剔除方法。仿真结果表明 ,所给出的滤波处理方法效果明显 ,简单实用

这种单频激光干涉系统采用共光路设计布局,通过偏振分束器以及1/4波长片等光学器件对干涉条纹进行空间移相,提取相位依次相差90°的三路干涉输出信号,进行比较放大,解决了常规单频激光干涉仪中的光强"零漂"问题.利用共模抑制技术,提高了干涉系统的测量稳定性和重复性.采用光程差放大技术,提高了干涉系统的分辨力.

分析一种音圈电机驱动的快速控制反射镜(FSM)的机械结构,由此建立其数学模型.依据模型,以不完全微分PID控制算法来消除结构谐振的不稳定影响,采用线性功率放大驱动方式,可使控制带宽超过其结构谐振频率,实现高带宽控制.实验表明,该方法应用于结构谐振频率分别为90Hz和20Hz的两种快速控制反射镜,系统的抑制带宽能分别达到315Hz和240Hz, 而且该方法简单可行,通用性强.

提出了一种基于遗传算法的衍射光学元件优化设计方法;在衍射光学元件设计中遗传算法运行参数对遗传算法性能有一定的影响采用较大的群体规模,遗传算法越容易获得最优解;交叉算子越大,遗传算法全局搜索能力越强;选择算子对遗传算法的影响不是太大;如果要进一步提高解的精度,可选取较大的终止代数.数值计算结果表明,用遗传算法优化设计的衍射光学元件,其误差小于5.2%,衍射效率达到91.2%.遗传算法很适合衍射光学元件的优化设计.

对环境微振动干扰进行补偿可减小移相干涉测量的误差,其中振动量的检测是实现振动补偿的前提.以声光调制器作为光学移频器,在移相式平面干涉仪中组合成外差干涉测振系统,可以实现光程差微小变化(范围为0到1/2波长)的实时检测.在外差信号处理中采用单片RF/IF相位测量芯片直接对两路40MHz模拟信号进行比相,简化了通常使用的数字测相方法,其精确测相的典型非线性值小于1度.用该系统实际测量了周期性振动和地面冲击振动对干涉仪的影响,获得了干涉仪所受微振动的幅度和相位.

为了使经纬仪进行实时自动检调焦，提出了一种双分离透镜法检焦系统，该方法利用目标自身的反射光，经双分离透镜将通过镜头后的光路分割成两束，通过检测目标在CCD上成像光斑位置的偏移量进行调焦，对具有一定亮度的目标能理想的自动对焦，自身不需发射系统，耗能少，结构紧凑；利用相关法进行数据处理和拟合，提高了检焦系统的分辨率。实验结果表明，此方法的检焦分辨率在0．1～0．15mm范围之内，检焦精度基本满足经纬仪第一像面焦深范围之内的要求，并具有调整方便以及实时性等优点。

对一种新型可变形反射镜加工中的硅-玻璃阳极键合工艺进行了研究.设计了一种通过导线将压焊点引至键合区的特殊结构,使得键合过程中台柱与驱动电极保持等电势,从而有效避免了电极和结构之间的相互作用所引入的缺陷,使得最终获得的驱动电极的有效面积接近100%.针对键合前后气体体积收缩导致的镜面凹陷问题,提出在玻璃上加工出贯穿器件的浅槽结构.实验结果表明, 在380℃,1atm的环境下施加-1000V电压进行阳极键合时,当浅槽深度大于200nm时,将获得较好的镜面质量.

研究和设计了测量波长范围在10(m(120(m的远红外光谱仪,它以光栅作为分光元件,利用光栅的衍射特性测量自由电子激光的光谱分布,给出了实用化的测量公式,并对光谱仪进行了标定和测试实验.