银纳米线可以承载传播的表面等离激元，纳米片可以产生局域的表面等离激元，二者形成的耦合结构不但可以将传播光场耦合为局域增强光场，还可以调控光场的偏振态等性质，为纳米光调控提供新的自由度。本团队构建了银纳米线‑三角片耦合结构，并发现耦合结构的发射偏振与纳米线‑三角片的耦合方式有关：当三角片与纳米线之间是“线”接触耦合时，耦合结构的发射偏振随着激发偏振的旋转而旋转；当二者是“点”接触耦合时，无论激发偏振如何变化，发射偏振角度几乎保持160°不变。进一步，利用时域有限差分法验证了出射偏振对入射偏振的依赖特性。通过计算自由电流密度体积分揭示了纳米线中传播的表面等离激元模式与银纳米线‑三角片耦合模式的转化机制，以及不同表面等离激元模式的叠加对发射偏振的调控。这些发现为纳米尺度上的光调控以及在纳米尺度上构建纳米光子器件提供了更多灵活性。

为了在室内检测光电测试设备在某种工况下的瞄准线稳定精度、稳定器稳定精度等指标, 需通过平行光管来提供无穷远目标。设计指标要求为: 采用透射式结构, 工作波段400~700nm, D=350mm, 焦距为2.8m, 视场角为3.5°, 全视场内实现复消色差。设计采用柯克三片分离式透镜作为初始结构形式, 根据宽光谱复消色差理论, 选取玻璃材料, 利用校正光学系统色差与二级光谱的条件计算各片透镜的光焦度, 求解光学系统初始结构; 根据大口径宽光谱平行光管像差要求, 引入色球差参数以及消二级光谱参数进行优化, 通过玻璃材料匹配, 实现复消色差。设计结果: 在不引入非球面的情况下, 系统接近理论衍射极限, 全视场波像差RMS值均优于λ/22, 全视场内实现了复消色差, 满足设计指标要求。

基于单色像差理论,确定同轴三反光学系统的初始结构参数,通过二次曲面系数为0的偶次非球面的高次项之间的平衡,校正离轴系统引起的非对称性像差,同时结合DMD(数字微镜器件)目标生成器,设计出一款采用离轴三反光学系统的平行光管,为坦克承载的被测光电设备提供室内模拟目标。本光学系统的设计指标是工作波段为0.2~1.2μm,有效焦距为3000mm,全视场为2°,F数为8。结果表明,系统各视场的波像差均优于λ/34(主波长λ=0.6328μm),传递函数MTF均优于0.71@36.5lp/mm,接近衍射极限,成像质量好。对系统进行公差分析之后,系统的传递函数值远优于0.6@36.5lp/mm,合理的公差分配使系统加工难度降低,装调检测更加方便容易。

以同轴三反像差理论为基础,运用仿真软件确定满足设计要求的初始结构参数,基于三镜同轴,入射光束离轴,主镜和三镜顶点相交的光学设计理念,设计出一种易于装调、精度保证的离轴三反光学系统。该系统结合数字微镜器件目标生成器为装甲车辆提供动态实时模拟目标。该光学系统的工作波段为200~1200 nm,焦距为2800 mm,视场为2°,入瞳直径为350 mm。设计结果表明,本光学系统最大相对畸变为0.1056%,各视场的波像差均优于λ/40(主波长λ=636.3 nm)。在70 lp/mm下,本系统的调制传递函数(MTF)均优于0.54,接近衍射极限,成像质量好,满足无穷远动态目标模拟需求;对加工和装配进行公差分析后可知,光学系统的MTF值大于0.4。

在反应堆上进行中子残余应力谱仪(RSND)的建设工程中，生物屏蔽是降低谱仪测量本底，保证工作人员安全的主要技术手段。为了对屏蔽系统进行优化设计，采用蒙特卡罗方法对其进行模拟计算。采用McStas和MCNP5两种计算程序，理论分析提高计算效率的方法和技巧，并分三步进行谱仪辐射场的计算。首先用McStas程序模拟热中子在导管中的输运过程，然后用MCNP程序计算了屏蔽块之间接合处的拼缝对谱仪辐射场的影响，最后建立整个谱仪屏蔽系统的MCNP模型，并进行计算。将经过用影响因素修正后的计算结果与现场剂量仪实测值进行比较，结果表明二者在允许的误差范围内基本一致。