在采用二值时空编码结构照明的三维测量中,由于遮挡、阴影及光学系统的低通滤波特性等原因导致被测物体部分区域解码错误或无法解码.为减轻这些因素对测量结果的影响,提出了一种采用冗余编码的二值时空编码照明三维测量方法.该方法在空间相邻区域设置相同编码,以时间坐标进行区别.解码时,根据编码的冗余性对结果进行校验、残缺编码恢复.与原有编码相比,在不增加投影模式数量的情况下,获得了更多的有效点数,提高了解码的可靠性,并为进一步的纠错提供了更多信息.

随着空间光学技术的发展,对于空间相机地元分辨率的要求越来越高,而且必须具有多光谱成像能力,因此空间相机光学系统的设计要满足视场大和畸变小的要求.本文以共轴三反射光学系统为基础,研究了一种新型的三反射光学系统.该系统不仅中心遮拦小、光学畸变低,而且实现了全色和多光谱ccd的合理排布.设计结果表明:当光学系统的焦距为f=12 000 mm、f数为12、成像谱段位于450～900 nm时,视场角可以达到1.6°,光学系统的线中心遮拦比低于1/3,光学畸变量小于0.5％,在50 lp/mm处调制传递函数优于0.47,成像质量达到衍射极限,可以满足多光谱高分辨率空间相机对地遥感的使用需求.

采用全矢量有限元方法进行光纤设计优化,得到横截面上失去两层空气洞的双芯光子晶体光纤,可用于液压传感.优化的双芯光子晶体光纤的模场半径和数值孔径与单模光纤基本一致,在优化的双芯光子晶体光纤和单模光纤之间有一个相对较低的熔接损耗.计算结果表明由模场半径和数值孔径导致的不匹配造成的总共损耗可低至0.026dB,低于传统光子晶体光纤和单模光纤0.1dB的直接熔接损耗.对基于20cm双芯光子晶体光纤的液压传感器的性能进行研究,结果表明在0~500 MPa量程内的灵敏度为-1.6pm/MPa.

在光刻热熔成型以及电铸复制得到的微透镜阵列镍板基础上，采用静态铸塑技术，得到了高质量的ＰＭＭＡ微透镜阵列．本文介绍了静态铸塑的聚合反应理论基础、模具设计以及工艺过程．最后对微透镜阵列的复制精度进行分析，结果表明复制精度优于０．５μｍ．

在光刻热熔成型以及电铸复制得到的微透镜阵列镍板基础上，采用静态铸塑技术，得到了高质量的ＰＭＭＡ微透镜阵列．本文介绍了静态铸塑的聚合反应理论基础、模具设计以及工艺过程．最后对微透镜阵列的复制精度进行分析，结果表明复制精度优于０．５μｍ．

针对以往连续变焦镜头控制系统存在的速度响应慢、准确度低等缺点，对连续变焦镜头及其控制系统的设计方法进行改进．采用机械补偿的变焦距镜头理论，确定变焦距系统位移曲线．基于数字信号处理技术和步进电机的控制技术，设计了包括数字信号处理器、步进电机、步进电机驱动器、键盘控制、计算机通信、液晶显示模块为一体的控制系统，同时对变焦距系统增加了自锁模块，提高了控制系统的安全性与可靠性．初步实验结果表明，控制系统准确度在0．01mm以内，满足0．12mm的设计指标．

为使干涉仪能在低温下正常可靠的工作，从低温下波面畸变、动镜倾斜及分柬器的性能变化几个方面讨论了低温对干涉调制度的影响．介绍了减小低温对干涉调制度影响的措施，为确定傅里叶光谱仪干涉系统光学机械零件的材料、加工准确度、装夹方式、装调要求以及干涉仪的动态控制准确度等提供了参考依据．

本文提出了压电晶体（ＰＺＴ）位移物曲线自动干涉测量方法，该方法利用干涉仪把ＰＺＴ的微位移量转化成干涉条纹相位变化量，通过快速傅里叶变换（ＦＦＴ）方法自动复原干涉条纹中包含的相位的变化量，从而高精度地检测出ＰＺＴ的位移特性曲线根据该方法，利用ＣＣＤ摄象机、图象板和干涉仪组合成一套光、机、电一体化的微位移自动测试系统，实际测量了我们研制的ＰＺＴ随电压变化的位移特性曲线实验表明，该方法原理实现简单，且能实现高精度、自动。

介绍大孔径静态干涉成象光谱仪的光学原理，分析基于Ｓａｇｎａｃ 型横向剪切分束器的干涉系统设计方案，推导了理论和实际的光程差公式，讨论了几种具体的结构形式，总结了各自的优缺点．

建立了三维集成成像显示系统的分辨率测试模型,对模型所采用的形状、比例和条纹宽度等进行设计研究.首先,根据集成成像技术多角度拍摄测试模型得到视差图;然后,根据二维分辨率测试卡的测试方法对视差图清晰度线进行标定;最后,计算视差图得到合成图像并显示到集成成像系统上,测试得到系统重构三维物体的分辨率.实验结果表明该设计支持观察者测试不同角度、不同深度的显示分辨率,量化了集成成像显示系统分辨率.模型包含8级分辨率清晰度线,基本满足当前三维显示系统分辨率的测试范围,可用于测量集成成像显示系统的重构景深和视场角.