气动加热的高温整流罩会产生强烈的红外辐射, 影响导引头对目标的探测精度。为了寻求减弱整流罩气动热辐射的方法, 建立了气动热辐射数学模型。利用有限元软件以及建立的气动热辐射数学模型对不同厚度的半球形整流罩气动热和气动热辐射进行了数值仿真, 得到了半球形整流罩厚度对气动热和气动热辐射的影响规律。研究结果表明, 在相同飞行工况下, 工作10 s时, 当半球形整流罩厚度由3 mm增厚到8 mm, 整流罩驻点温度降低了16.23%; 形变量减少了54.2%; 探测器接收面上的最大辐照度减少了84.43%。因此增加整流罩的厚度可以降低整流罩的温度, 有效减小整流罩的热形变和探测器上接收到的干扰辐射照度。

高温整流罩产生强烈的红外辐射, 在探测器接收面上形成背景噪声, 严重影响成像质量。为了评估气动热环境下高速飞行器共形整流罩热辐射对探测器性能的影响, 建立了气动热环境下整流罩热流固耦合计算模型、整流罩热辐射发射以及传输模型, 计算了整流罩非均匀温度场、形变场、应力以及应变场, 仿真得到了共形整流罩热辐射对高速飞行器光学系统成像质量的影响。研究结果表明: 随着时间的不断增长, 探测器接收面的最大辐照度也逐渐增大。在第10 s时, 0°攻角下共形整流罩热干扰辐照度最小值为0.094 W/m2, 最大值为0.108 W/m2。和相同工况下的共形整流罩相比, 球形整流罩10 s时的最大辐照度分别是椭球面和抛物面形整流罩最大辐照度的近12倍和7倍, 即共形整流罩产生的干扰对探测系统的影响较小, 不会对探测器的探测性能产生致命性的影响。

椭球形整流罩产生较大的空气阻力，限制了精确制导**的作战性能。以减小空气阻力为主要目标，针对二次曲面共形光学整流罩进行研究，设计综合性能较为完善的整流罩面型。应用计算流体力学方法，计算了共形整流罩的空气阻力系数，建立了共形整流罩空气阻力评价函数。基于光线追迹理论，以不同目标视场下的平均波前误差作为像质评价指标，构建了共形整流罩像质评价函数。以雷达散射理论为基础，计算了整流罩的雷达散射截面积，给出了共形整流罩雷达散射特性评价函数。结合空气阻力、光学成像质量和雷达散射特性，建立了二次曲面共形整流罩综合性能评价函数，确立了长径比为1.5的抛物线型整流罩具有较好的综合性能。相比椭球形整流罩，该抛物线形整流罩减少了约1/3的空气阻力。

共形光学系统中，椭球形等厚度整流罩使入射的平行光线经过整流罩后不再平行，变为发散的光线，进而使系统像差急剧增加，不利于后续像差的校正。通过对等厚度共形整流罩的内表面进行重新设计，打破了共形整流罩的等厚度条件，从而在使用较少校正光学透镜的基础上实现了系统像差的校正。通过分析不同级次非球面分别作为整流罩内表面面形时的像差校正效果，确定了将6次非球面作为共形整流罩内表面面形初始结构。通过对内表面进行优化设计，最终得到整流罩内表面面形。结果表明，该方法有效地减小了共形整流罩引入的像差。最后使用固定校正器对内表面变化后的整流罩进行了像差校正，设计结果表明，内表面的改变有效地减少了光学元件数量，消像差效果良好。

从几何光学角度出发，分别对含有像散和彗差的波前编码系统成像特性进行了分析，推导了含有像散和彗差波前编码系统的光线像差，计算了光线像差的上下边界。通过光线像差及点列图分析了波前编码系统对像散和彗差的敏感程度。结果表明，当系统同时含有离焦像差和像散时，光线像差较仅含离焦像差的波前编码系统有所放大，点列图弥散程度增加，进而使系统调制传递函数(MTF)有较大程度的下降，影响中间图像的可复原能力，但其仍保持着较好的离焦不变特性。当系统同时含有离焦像差和彗差时，由于切向和径向的光线像差及点列图变化并不对称，彗差的存在对系统的离焦不变特性及图像的可复原性均产生影响，不仅使系统对中间图像的可复原能力降低，也使两方向的离焦不变特性有所不同。

由于光学元件和装配材料热膨胀系数的不匹配, 在环境温度变化时会导致光学元件中产生热应力, 并引起光学元件表面产生变形, 影响光学系统的性能。针对光学元件的粘接固定方式讨论了连续边缘粘接引起的热应力和变形的分析方程, 得出连续边缘粘接无热厚度的解析方程。采用有限元分析软件对胶粘固定光学元件进行了建模和热应力分析, 得出光学元件边界处的热应力的数值解, 并与方程计算的解析结果进行了比较。对比计算和分析结果表明: 简单的解析解可以很好地评估热应力和变形; 采用合理的粘接厚度可以消除或最小化光学元件径向热应力, 实现光学元件装配的无热设计。

传统成像光学系统的点扩展函数（PSF）峰值位置在其光轴上，斯特雷尔比(SR)定义为有无像差轴向PSF强度之比，而波前编码系统在光瞳处相位变化为非旋转对称式，其PSF在像面上将产生偏移，利用PSF的轴向强度计算光学系统斯特雷尔比将不再适用。分析了三次相位掩模板PSF的位置偏移量，其是以焦面为对称轴的抛物线族。并在此基础上提出了适用于评价波前编码系统的非轴向斯特雷尔比(SRWC)，分析了非轴向斯特雷尔比的变化特性，其幅值与相位板参量成反比。并利用非轴向斯特雷尔比研究了PSF的一致性及可恢复性问题，阐述了影响PSF一致性和可恢复性的因素。最后，提出了基于非轴向斯特雷尔比相位板参量的优化方法，该方法给出了相位板参量与系统一致性和可恢复性之间的定量关系。

文章重点分析了应用于光模块灵敏度外推法测试中的误码率(BER)与灵敏度成线性关系的理论依据；并通过实验验证了这一线性关系。试验结果显示，百兆、千兆光收发合一模块的灵敏度与lg［-lg(BER)］的相关系数分别为0.999 79、0.999 06，线性度良好；并结合误码率的可靠性测量, 提出了优化的灵敏度外推法测试方案。

A newly-developed six-degree-of-freedom calibration system for the wind tunnel balances is introduced. The frame of the system, the functions and the operating principle of different parts are presented in detail. The system is composed of four parts: the automatically loading subsystem, the automatically resetting subsystem, the data-acquisition subsystem and the measurement subsystem. The results of some cell experiments proved that the system can meet the needs of the present calibration task of the balance. Through further improvement, the system can be also used to calibrate other devices with multi degree-of-freedom and measure the minute shifts, such as the guide rail of machine tool and the assembling of large parts and so on.