为了得到准确的二维变姿态空间相机外热流数据, 提出了一种在J2000坐标系下进行二维变姿态空间相机的外热流算法。首先, 在J2000坐标系下确定了相机的位置、太阳的位置及其辐射强度; 其次, 根据空间相机的视轴始终指向太阳的工作特点及太阳的位置, 计算出其在极端情况下的二维姿态角; 然后, 根据得到的姿态角计算出姿态变换矩阵。最后, 利用Matlab编程计算出一个轨道周期内的不变姿态以及二维变姿态条件下的复杂外热流。该方法计算得到的不变姿态外热流与I-deas/TMG软件得到的结果能够很好地吻合。与姿态不变的相机相比, 相机二维姿态的变化会导致其外热流发生较大的变化, 尤其是入光口所在的-Y面, 其太阳直射热流的波动范围为0~1 394 W/m2。得到的姿态角为热仿真模型姿态的调整提供了重要参考。由变姿态外热流数据可以看出, -Z面的外热流最小, 其最大平均外热流小于4 W/m2。另外±X面和+Y面的外热流也较小, ±X面最大平均外热流小于80 W/m2, +Y面最大平均外热流小于110 W/m2。在实际应用中, 由于卫星平台的遮挡, ±X面和+Y面的外热流会更小, 因此可以将-Z面, ±X面和+Y面作为散热面, 为热设计工作提拱了很好的指导。

随着对空间信息获取能力的要求不断提高, 使得高分辨率动态遥感成为空间光学领域一个新的研究热点。偏视场同轴三反光学系统具有长焦距、体积小、轻量化程度和成像质量高等特点, 能够满足低轨视频卫星高分辨率、多谱段、多功能性和低成本的要求, 因此在高分辨率动态遥感领域有着广泛的应用前景。以高斯光学和三反射消像差理论为基础, 设计了可见光面阵成像、近红外和中红外线阵推扫成像的共孔径光学系统。可见光系统焦距4.1 m, 近红外系统焦距2.6 m, 中红外系统焦距1.85 m, 三者孔径均为520 mm, 视场均为0.6°×0.6°, 成像质均接近衍射极限, 成像质量良好。系统总长小于f′visible/3.7, 且系统的加工和装配公差较为宽松, 易于实现。

深紫外光刻投影物镜是光刻机的核心部件, 然而无论是照明光场偏振态的空间分布, 还是光刻投影物镜自身的偏振像差都将改变光束的紧聚焦特性, 对成像质量造成不可忽略的影响。基于三维琼斯矩阵, 把偏振像差函数推广到三维空间, 建立了三维相干光场中偏振像差的评价方法, 并分析了典型的偏振敏感光学系统——深紫外光刻投影物镜的三维偏振像差, 详细阐述了其物理意义。研究发现: 三维偏振像差函数的光瞳分布与视场、光学薄膜以及光学系统的自身结构密切相关。深入讨论了光学薄膜及偏振效应对光刻投影物镜成像质量的影响, 进一步研究了照明光场的偏振态分布与光学系统波像差的关系, 研究表明: 光学薄膜引入的附加位相将导致光刻投影物镜的像质明显下降, 而采用径向矢量光场照明可以改善成像质量。