介绍了一种小型大变倍比变焦相机的主要技术参数，以及采用的变焦方法; 详细描述了相机的组成结构，其中变倍和补偿透镜组通过滑架在主体内滑动，其运动轨迹取决于导钉在凸轮曲线槽内的运动状态; 阐述了加工和装调过程中为保证相机设计质量而采取的精度保证措施，凸轮曲线槽与滚子的配合间隙应控制在6~ 9 μm，确保主体的刚度和圆柱度，变倍和补偿滑架在主体内滑动时的返回空回误差＜2″，滑架直径D与滑架长度L之间的比值≥1。经高低温和振动试验后检测结果表明：在50 lp/mm空间频率下，相机光学传递函数＞02，相机外景成像清晰，层次分明。

为了满足三线阵CCD相机对刚度和稳定性的要求，提高相机测绘精度，本文在有限元优化分析的基础上完成了相机测绘基座的结构设计。对测绘基座的模态以及承受载荷情况下的自重变形以及自重变形引起的各相机光轴的变化量进行了分析。基于得到的测绘基座关键技术指标，研制了测绘基座专用的垂直度检测工具。对加工过程中测绘基座进行了跟踪检测，验证了该检测工具的可用性，确保测绘基座的几何精度。

利用2只915 nm半导体激光短列阵作为子模块，设计并研制出连续输出的高亮度光纤耦合模块。首先对每个半导体激光短列阵进行光束整形，从而提高它的光束质量; 然后采用空间复用技术将这两个半导体激光短列阵出射的激光在光参数积小的方向上叠加，并利用偏振复用技术进一步提高光束质量; 最后利用单片非球面透镜将激光聚焦到芯径为100 μm、数值孔径为0.22的光纤中。测量结果显示: 在工作电流为52.5 A时，聚焦镜焦平面的光斑尺寸为105.4 μm; 耦合后测量光纤出光功率可达72.6 W，对应亮度为6.08 MW/(cm2·sr)，模块的电光转换效率为42.2%。最后测量了模块在不同驱动电流时的光谱，证明该模块的散热性能良好。

为了使月基极紫外相机反射镜组件在月球环境下具有良好的力学和热学稳定性，从而保证相机的成像质量，本文针对月基极紫外相机所处的严酷的力学和温度条件，设计了一种满足月球环境的反射镜组件结构.通过对反射镜组件有限元模型的重力分析、热载荷分析、动态刚度分析以及结构强度分析，结果表明反射镜组件的一阶谐振频率达到354 Hz，在1 g重力作用和ΔT=50℃均匀温变作用下镜面综合面形误差RMS值分别达到3.62 nm和2.46 nm，满足反射镜面形要求.最后，通过静力学面形检测、力学试验、温度适应性试验及成像分辨率测试，结果显示反射镜镜面面形精度RMS值优于14 nm，反射镜组件的设计满足总体指标，验证了该方案的合理性.

考虑几何精度对三线阵CCD立体测绘相机测绘精度的影响, 研究了测绘相机组合体的装调方法以建立和保证相机的空间几何关系。首先, 介绍了测绘相机组合体的结构和坐标系的定义; 其次, 提出了各基准立方镜和相机的装调要求; 最后, 确定了多相机集成装调流程, 重点介绍了测绘相机的装调步骤。装调结果表明: 各相机的光学传递函数＞02, 畸变＜003%, 测绘相机的空间几何关系满足要求, 提出的集成装调技术有效地保证了测绘相机的空间几何关系。

介绍了线阵-面阵CCD(LMCCD)制式相机的相关原理, 提出实现LMCCD相机的关键在于相机焦平面组件的研制。给出了LMCCD相机焦平面组件在研制过程中的关键技术, 如LMCCD像面基板与CCD的高精度拼接, 焦平面组件电子学部分的低噪声、高集成度设计, 焦平面组件在真空环境下的热噪声抑制和热传导设计, 以及焦平面组件的装配和焊接等。最后, 给出了研制和测试结果。LMCCD拼接的共面精度优于5 μm, 平移量和平行度均优于2 μm; 在典型工作情况下, 实验室测试信噪比优于90; 在15 min的工作周期下, 焦面组件的温度控制在30℃以下。这些结果满足LMCCD制式相机关于CCD拼接、焦面温度控制和信噪比的要求。

用固相法合成了Er3+和Yb3+共掺的LaF3及NaYbF4上转换发光粉末样品材料，研究了激发功率对室温上转换发光性质的影响，重点研究了红光发射增强现象，并探讨了获得红色上转换发光的条件。实验结果表明:在980 nm半导体激光激发下，Er3+和Yb3+共同掺杂的不同氟化物样品材料能够展示比较明亮的红色和绿色发光,激发功率密度对该类材料的上转换红色发射光谱性质能够产生明显的影响。基于上转换发光机制，提出了能量传递的红色上转换发射过程，并借助于一个示意性的能级图解释了所观测到的红色上转换发射增强现象。

采用热极化技术对掺锗玻璃条形光波导进行极化，通过光纤连接 (单模) 的Mach Zehnder Interferometer 系统测量条形波导内诱导出的电光效应，系统地研究了大气环境下极化条件（极化温度、极化时间、极化电压）对电光效应的影响.结果表明：在最佳极化条件下（406℃、-2.4 kV、20 min），波导内的电光系数为rTM=0.059±0.001 pm/V, rTE=0.053±0.001 pm/V，且波导结构中存在一个较低的阈值极化电压（100 V）和阈值极化温度（80℃），此时在波导样品内仍能被激发出可观察的电光效应；实验还发现采用负极化诱导方式产生的电光系数较正极化提高15%左右.

为了提高飞机导航系统的精度，本文设计了一种全天时机载星跟踪器的光学镜头，通过光学设计和像差分析，使光学系统的角分辨率为2角秒，在一个CCD像元尺寸内光学系统的能量集中度达到90%以上，畸变小于3‰，弥散斑直径最大7.6 μm，其他各种像差也得到了很好的校正.同时为了提高星跟踪器探测的极限星等，设计了有六个档位的滤光片调节机构.本设计满足用户对高精度天文导航系统的需求.

为了提高测绘相机的立体测绘定位准确度，设计了一种透射式像方远心光路的光学镜头，并阐述了基于可测性设计的单镜组以及整镜头的装调理念.本文设计的光学镜头传函为0.45(@77 lp/mm)；地面分辨率为5 m；畸变为3/10 000.检测及试验结果表明，各参量能够满足用户提出的指标要求.