详细介绍了星载空间电场探测仪球形传感器的物理设计原理,在此基础上对传感器球壳结构、球壳表面涂层结构、短杆结构等部分的工程设计进行了计算推导,并给出了各部分结构的设计参数。通过对传感器在力、热各试验工况下的性能比对测试表明,该传感器设计方案可行,结构设计可靠,满足空间飞行任务需求。卫星入轨后,空间电场探测仪球形传感器通过伸杆展开到位,并在轨对空间电场分布及变化进行了多次连续测量,分辨率在低频范围达到了1μV/m,灵敏度指标达到了0.1μV/mHz-1/2,动态范围为120 dB。

该文根据空间菲涅耳聚光透镜的使用要求和空间环境条件，比较了现有光学材料的性能特点，分析了材料折射率、透镜尖劈尺寸和面形误差对透镜光学的影响，进而对透镜成型和安装工艺提出了要求。

诱导透射滤光片设计中，金属层厚度的选择是很重要的环节。应用导纳轨迹图解方法，可以确定能诱导出滤光片最大透射率的金属层厚度。与用势透射率概念设计方法相比，采用该方法确定的金属层厚度，可使所设计制作的诱导透射滤光片的峰值透射率更高。实际设计中，可以以此厚度为基础进行调整，使膜系满足设计要求。

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.