目前相机成像仿真研究存在成像模型少、覆盖不全的问题，难以满足相机在复杂观测条件下的仿真需求。因此提出一种基于卫星工具包(Satellite Tool Kit, STK)与开源场景图形(Open Scene Graph, OSG)相结合的空间光学相机成像仿真方案。使用STK建立被观测目标与相机的轨道参数，通过数据导入，创建被观测目标表面二维、三维景物信息; 通过对多种影响模型分析研究，在OSG中创建影响模型，实现相机在复杂观测条件下的成像过程仿真; 利用分布式技术设计系统结构，分模块完成整个仿真系统的开发。实验结果表明，该系统能为空间光学相机在复杂条件影响下的成像过程提供一个良好的仿真环境，为空间光学相机的设计、优化提供有力的数据支持。

针对大口径空间天文望远镜稳像精度测试的难题, 提出了一种高时空分辨率运动导星模拟方案。利用硅基液晶作为运动导星模拟源, 结合光束准直系统为空间天文望远镜提供无穷远运动导星, 并且通过在光路中加入物镜来提高模拟导星的运动分辨率。针对望远镜像面结构的特殊分布, 提出利用多路模拟的方法, 分别为望远镜两侧精密导星仪以及巡天像面提供实时运动导星。最后, 对影响运动导星模拟精度的各项误差进行分析, 进而建立了误差模型。仿真结果表明: 在运动导星模拟精度优于0.5″的概率为95%, 时间分辨率为3 ms的前提下, 动态星图星间角距误差小于0.04″, 单星张角小于0.02″。通过实验验证了导星模拟模型的正确性, 该模型基本满足空间天文望远镜稳像精度测试所需运动导星目标高时空分辨率的要求。

为了实现对激光束的准直变倍扩束, 提出了一种基于液晶空间光调制器(Liquid Crystal Spatial Light Modulator, LC-SLM)实现数字变焦透镜的方法, 并利用这种方法搭建了基于LC-SLM的变焦扩束系统。首先根据透镜相位变换原理和LC-SLM的相位调制特性由计算机编程生成不同焦距的数字透镜相位调制图, 实现不同焦距的数字透镜功能, 通过凸透镜对平行光束的汇聚作用, 验证该功能的有效性, 平均误差为095%。上述结果说明LC-SLM能够实现变焦透镜功能。接下来, 通过与汇聚透镜组合实现对激光束的连续变倍率准直扩束。该系统的扩束倍率为2×~5×, 均方根误差为0539 7 mm, 峰谷值为099 mm。实验结果表明, 本文提出的方法可以实现对激光束不同倍率的扩束且扩束比连续可变。该系统解决了传统变焦系统无法满足多变的激光扩束需求的问题, 且结构简单, 精度高, 在激光扩束应用方面具有广泛应用前景。

由于激光器发出的光束通常在毫米量级，然而在激光测距、激光通信、激光全息等领域中需要较宽的光束，因此需要对激光束进行准直扩束。本文提供了一种基于LC-SLM的变倍率激光扩束方法，利用LC-SLM产生透镜的波阵面。由计算机数值模拟出焦距不同的变焦透镜相位调制图，将其加载到LC-SLM上，利用焦距不同的变焦透镜相位调制图的灰度信号来控制LC-SLM外加电压变化，实现了基于LC-SLM的变焦透镜功能。根据伽利略望远镜形式的扩束系统，本文利用LC-SLM的变焦透镜功能与匹配透镜配合，搭建了基于LC-SLM的变倍率激光扩束系统，实现对激光束的变倍扩束。实验结果表明，该系统实现了2×~10×连续变倍率激光扩束。系统结构简单、精度高、响应速度快，具有很大的实用价值。

介绍了采用液晶空间光调制器产生部分相干光的基本理论和方法；用分离变量的方式对算法进行了并行优化，对部分相干光生成线程进行了并行序列优化并测试了生成速度；设计了双孔干涉实验检测本方法所产生的部分相干光相干长度的准确性.实验结果表明：针对256×256像素的液晶空间光调制器，生成相干长度为0.15 mm、0.9 mm以及1.5 mm的相位屏，图形处理器所用时间分别为0.9 ms、1.75 ms以及2.4 ms，相比于采用中央处理器所用的计算时间16.5 ms、37.8 ms以及52.4 ms，效率提升明显；考虑中央处理器读取、发送数据及液晶响应的时间，采用图形处理器并行加速的部分相干光实时生成方法的频率可达312Hz.实验生成相干长度为0.15 mm和1.5 mm的部分相干光束，光束相干度均方根误差分别为0.022 011和0.020 883，峰谷值分别为0.0743 25和0.072 998.

Optical coherence tomography (OCT) provides significant advantages of high resolution (approaching the histopathology level) real-time imaging of tissues without use of contrast agents. Based on these advantages, the microstructural features of tumors can be visualized and detected intra-operatively: However, it is still not clinically accepted for tumor margin delineation due to poor specificity and accuracy. In contrast, Raman spectroscopy (RS) can obtain tissue information at the molecular level, but does not provide real-time imaging capability. Therefore, combining OCT and RS could provide synergy. To this end, we present a tissue analysis and classification method using both the slope of OCT intensity signal vs depth and the principle components from the RS spectrum as the indicators for tissue characterization. The goal of this study was to understand prediction accuracy of OCT and combined OCT/RS method for classification of optically similar tissues and organs. Our pilot experiments were performed on mouse kidneys, livers, and small intestines (SIs). The prediction accuracy with fivefold cross validation of the method has been evaluated by the support vector machine (SVM) method. The results demonstrate that tissue characterization based on the OCT/RS method was superior compared to using OCT structural information alone. This combined OCT/RS method is potentially useful as a noninvasive optical biopsy technique for rapid and automatic tissue characterization during surgery.

研究了一种面向需求覆盖率的测试用例优化方法，用于提高测试效率，增加航天软件测试的有效性。该测试用例优化方法包括测试用例约简和测试用例设计两部分，目前已应用于某航天型号项目的测试过程中。文中分析了航天软件的特点，测试流程及测试过程中可采用的优化技术。研究了现有的测试用例约简方法，并改进了基于测试需求的约简方法，使之能够满足需求覆盖率的要求。之后，提出了一种基于需求关键词关联的测试用例设计方法，以确保达到预期的需求覆盖率。最后，将这种优化方法应用于工程实践，并进行了结果分析。应用结果表明，采用上述方法不但满足了需求覆盖率的要求并使测试用例设计的工作量降低了约39%，保证了测试充分性，并有效地提高了测试效率。