分析了大视场大相对孔径水下专用摄影物镜的设计特点．基于反摄远结构引入一个高次非球面设计了相对孔径为1／1．4，水下全视场66°，焦距11．85mm，光谱响应范围0．48～0．60μm，采用平面水密壳窗的水下专用摄影物镜．全视场MTF在空间频率42lp／mm时高于0．4．与相同技术要求下全部采用球面透镜的设计进行比较，表明该摄影物镜结构更简单，成像质量也更优异，能够满足深水微光摄影物镜对大视场、大相对孔径、小型化、轻量化的需求．

增大视场角和相对孔径是提高水下微光摄影物镜性能的重要手段。介绍大视场大相对孔径水下微光摄影物镜的设计方法和特点。基于反摄远结构采用11片镜片设计了相对孔径为1／1．4，水下全视场角66°，焦距11．8mm的水下微光摄影物镜。质量评价结果表明：设计的摄影物镜成像质量优异，在空间频率为42lp／mm时0．7ω的MTF值高于0．5，且达到各项性能指标，能够满足水下微光摄影物镜对大视场大相对孔径的需求。

为了精确获取分幅摄影机的拍摄频率和条纹摄影机的扫描速度,必须精确测量转镜在拍摄期间的速度。提出一种基于数字信号处理器（DSP）与现场可编程门阵列（FPGA）相结合的高精度数字测量方法。DSP与FPGA采用高速串行外设接口（SPI）通信,DSP根据转镜转速的变化,自动对FPGA预置适当的时间闸门,FPGA计数缓冲后将测速数据发送给DSP处理,再经DSP串行口发送给计算机进行实时显示。FPGA的逻辑单元采用32位而且预置时间闸门可变,有效防止了数据的溢出,提高了转速的范围和精度;高速DSP提高了数据处理的速度,保证了实时性。系统仿真结果和实际工程使用情况表明此设计是可行的,测速精度可达0.0001%,测速范围为3～3×108r/min。

利用密集波分复用和时分多路复用技术相结合的大规模阵列结构,以Mach-Zehnder干涉型光纤水听器为例,分析了采用相位产生载波技术的频分多路复用,提出了密集波分复用技术在干涉型光纤水听器阵列应用的新方法,给出了复用体系结构,并分析了其在工程上可行性.

对棱镜补偿式高速摄影机的收片启动特性进行了定量分析，根据分析给出了在工程中实现这一运动特性的步骤和方法，该方法的核心思想是从试验中得到控制运行所需要的参数，然后用软件控制实现摄影机的收片启动特性。实际的工程使用证明该方法简便且行之有效，方便了摄影机调试。

介绍了一种用于玻璃疵病在线检测的近摄工作距成像光学系统，其光组结构形式采用了光阑后置的准远心结构形式，主要光学参量为f’=14mm；在物像距为250mm约束条件下，物方视场达到90mm（对角线）；F／number=3．56；光谱适应范围为400～800nm，对应的空间分辨率为100lp／mm时，调制传递函数大于0．29．

设计了一种激光靶心冲击波观测镜的光学系统．用反射式光学系统代替折射式光学系统，解决了普通玻璃在200nm端透过率较低的问题．反射镜不引入色差，有利于系统在200～800nm谱段消色差．为消系统轴外像差，反射系统选型为对称式．反射镜全部采用球面镜，为消反射镜以及平板玻璃窗带入的球差，引入校正镜（材料JGS1），在满足要求的条件下，控制折射镜的厚度，使系统色差满足瑞利判据的色差允差，得到了良好的成像质量．

基于激光多普勒频移效应研制了一套应用于惯性约束聚变（ICF）研究的任意反射表面干涉测速系统（VISAR）。采用532nm的照明激光设计了一套光谱带宽为0．2nm的光学系统，通过合理选材，保证了光学系统的防辐射性能；基于光学膜系设计，滤除了526nm的强干扰打靶激光以及其它波段的杂散光；采用模块化方法并设计光学铰链进行模块对接，简化了系统调试的复杂程度；利用激光对干涉仪粗调，再利用白光精调，实现了零程差调试。设计的系统光路总长为6．3m，物方视场范围为φ1．0mm，放大倍率为5×、10×；静态实验显示，干涉条纹平直、调制度达到0．67以上，物方分辨率达到5．3μm。目前，该系统已成功地在神光-Ⅲ原型装置上进行了动态实验。

分析了系统杂散光的来源，得出非成像光束对系统影响较大、平板玻璃窗产生的鬼像不容忽视的结论。针对传统作图法设计遮光罩的针对性不强，且追迹不同入射角的光线繁琐、容易遗漏的问题，本文提出一种逆向追迹法，依据光的可逆性，在像面处设置点阵面光源，每一点都发出充满系统孔径的光束，在物面设置足够大的探测面，使之有充足的余量记录所有到达物方的光线，利用该方法可以在探测面上直观地区分出非成像杂散光。有针对性地设计了具有特殊要求的内外遮光罩，并对遮光效果进行了软件模拟。

介绍了一种激光核聚变中冲击波观测镜真空密封结构的改进设计,并论述了O形圈的选取以及密封槽的设计方法。在改进设计中采用具有良好压缩和摆动性能的焊接波纹管取代金属波纹管,将原来的动密封改为法兰端面静密封,克服了动密封结构中O形圈与轴之间的摩擦力,提高了真空密封性能,方便了系统装配。改进设计中滑动、转动部件位于真空环境之外,故在部件中使用润滑油不会污染真空环境,使系统调节更加省力。