设计了一种具有不同衬底折射率的新型多模干涉耦合器,在多模波导区引入了更强的光场限制,激发更高阶的导模,从而提高映像质量.采用二维有限差分波束传播方法模拟了这种新型的结构,结果表明与传统结构相比,以功率均衡性和附加损耗为衡量标准的映像质量有了明显提高.这种结构可以应用于三维SOI脊形波导中.

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．

提出一种全帧型CCD数码相机曝光控制方案．在测量机械快门机械延时的基础上，控制CCD触发脉冲TRG和机械快门的控制时序，使得带电子快门的CCD相机，在机械快门的配合下，CCD的感光区都能按各种设计要求的曝光时间精确曝光，从而有效的提高了照片的分辨率．该方法设计简单，不需要额外的硬件电路，可以广泛应用于带机械快门的CCD数码相机曝光时间的精确控制中．

采用外视场拼接的实施方案实现了机栽多光谱相机宽幅覆盖和高空间分辨率的需求．先通过探测能力估算和指标要求论证了子系统的设计参量，然后基于光线追迹的原理给出了光学子系统的设计结果．该子系统采用了6组共9片的双高斯复杂化结构型式，焦距为175mm，相对孔径为1／3．6，光谱范围500~900nm，全视场角18°．该设计结果成像质量高，色差、畸变及弥散斑尺寸均满足系统拼接要求．该系统对加工装调要求适中，可为该类多光谱相机的设计提供参考．

以国内普遍使用的SJZ-30型高速扫描相机为例,用精测转速方法的结果处理数据,转速测量相对合成不确定度小于0.1%,时间间隔测量的相对扩展不确定度为0.2%.扫描速度在像面上的位置误差,采用"中值扫描速度",可予以校正.同时讨论了进一步降低转速测量不确定度和位置误差的方法.

为消除干涉仪标准参考面的误差,保证其测量准确度,本文采用液面基准法建立光学平面基准对仪器的系统误差进行标定.首先建立弯曲静液面动力学方程从理论上分析润湿效应对液面平面度的影响,并结合实验分析气流、温度、震动等环境因素对液面稳定性的影响,讨论波面稳定性评价指标,给予实验验证.最后用建立的大液面基准对干涉仪系统误差进行标定,给出标定结果.

为了研究温度和支撑方式对大口径SiC主镜用于地基望远镜的影响,基于1.2m SiC主镜建立了有限元模型,分析了主镜在被动支撑和自由膨胀时,恒定温度场,轴向温度梯度,径向温度梯度和内外温差等对主镜面形的影响.结果表明,存在温度梯度时,支撑方式影响不明显,无论是被动支撑还是自由膨胀,镜面面形均很大.在达到热平衡后,即稳态温度场下,支撑方式的影响明显,只有在主镜自由膨胀时,温度对主镜面形的影响比较小,镜面的RMS<0.02nm/℃.因此如果主镜采用柔性支撑或浮动支撑方式,大口径SiC主镜可以应用在地基望远镜中.

基于环形衍射理论，对像面光强与光学传递函数进行了计算仿真．编制了可以嵌入到光学设计软件ZEMAX的环形孔径模拟程序，对中心遮拦的像质影响进行了模拟分析．通过理论计算仿真与软件模拟结果对比发现二者结果吻合，验证了嵌入程序的正确性与可行性，为反射式光学系统像质评价提供了更为客观与全面的评价依据．通过模拟结果得出存在中心遮拦光学系统点扩散函数次峰增强，中频区域光学传递函数下降．分别对不同遮拦比像质进行模拟，结果显示对于遮拦比小于30％的系统，遮拦对像质影响基本可以忽略，但当遮拦比增大到40％时，光学传递函数中频开始下降较为明显，为遮拦比的合理选择提供了依据．

本文针对国内外近年来常用的爆炸温度测量方法在原理、结构上的不足，提出了一种更符合实际测量要求的瞬时多光谱爆温测量系统，阐述了它的基本工作原理，给出了总体构成结构，并指出了这种新方案不同于以往方法的特点。利用该系统可在一次爆炸过程的１００ｎｓ时间内完成四个时刻爆轰温度的测量，最后通过阶段实验结果证实了它的可行性。

介绍了Sagnac型干涉仪错位量与成像光谱仪极限光谱分辨率的数学关系．在干涉仪胶合过程中，以波长为543．5nm的激光器做为单色光源，利用带有十字丝目标的平行光管、标准镜头（焦距为50．1mm）、CCD（像元大小为9μm）探测器组成测试系统，来确定两块半五角棱镜胶合时的错位量．利用波长为632．8nm的激光器做为单色光源，对整个成像光谱仪的分辨率进行检测，证明采用的干涉仪胶合方法可以保证胶合产生的剪切量满足光谱分辨率的要求．对于影响胶合错位量的因素进行了分析，计算了干涉仪的胶合准确度，得出影响干涉仪胶合错位量的主要因素是读数准确度．