级联晶体能有效扩展倍频器件的温度适用范围。在考虑空气色散的基础上推导出了级联晶体倍频过程中的能量转换效率公式。根据该公式, 通过仿真计算出了级联两KTiOPO4晶体倍频1064 nm激光时转换效率随温度变化的特性, 并进行了实验验证。实验结果表明：级联晶体中倍频光能量随晶体间距呈余弦分布, 空气色散引起的相位失配量为2π的整数倍时, 级联晶体的倍频温度特性最佳, 最大转换效率可达47.9%, 比单个KTP晶体倍频时的最高效率高12.9%, 温度半宽度可达78 ℃, 是单个KTP晶体倍频温度半宽度的两倍。提出的理论分析能合理解释级联晶体倍频过程中的实验现象, 有助于提高倍频激光的温度稳定性。

以光纤陀螺(FOG)某电路板为例, 扫描分析了其磁场分布规律, 并利用矩阵光学和光传输理论, 建立了柱面非均匀磁场中Faraday非互易相位差理论模型, 进而仿真分析了实际电路板的辐射磁场对光纤陀螺的影响。分析结果表明: 1)柱面非均匀磁场与光纤环距离越小, FOG磁敏感相位误差越大；2)柱面非均匀磁场对FOG所产生的磁敏感误差与角度之间呈倾斜正弦曲线, 且倾斜度随磁场与光纤环间距减小而加剧；3)当R＜5r(磁场源位于光纤环外部, r为光纤环半径, R为磁场源与光纤环左侧边缘的距离)或R＜0.5r(磁场源位于光纤环内部)时, 非均匀磁场均大于同量级均匀磁场对FOG的影响；4)非均匀场的存在影响FOG偏离固有磁轴方向；5)对于距离FOG较近的一些辐射强度非常小的普通电路板, 也会导致FOG输出的不稳定和方向相关性。上述结果对于理解和分析实际磁场对FOG的影响, 具有实际指导意义。

针对某陀螺生产厂家新引入的超辐射发光二极管光源在原光源驱动设备上的功率变化异常的问题, 对光源温控环节的传递函数和相应控制参数进行了理论和试验分析。相比陀螺常用SLD光源, 新引入SLD光源内部热敏电阻与SLD管芯间距大得多, 且不在同一热沉上, 这使得该厂光源温控部分的传递函数出现明显时间滞后, 表现为其对微分环节依赖性增强。通过对原光源驱动设备上微分环节的优化设计, 可使热敏电阻位置相差较大的不同厂家的光源同时获得良好温控效果。上述结果对于理解SLD光源温控PID(比例-积分-微分)参数差异性、提高SLD光源温度控制适应性提供了客观依据。

研究了与光纤线圈平面平行的径向磁场作用下光纤陀螺的磁敏感性，分析了径向磁敏感性的主要机理是光纤扭转。基于此提出了利用补偿光纤环来抑制陀螺的径向磁敏感性的方法，通过控制补偿光纤的扭转分布特性，产生一个可控的补偿相位来抵消原有光纤环的径向磁敏感性误差。建立了补偿相位、径向磁敏感度与光纤扭转分布特性关系的数学模型，并对该模型进行了数据模拟和实验验证。通过定义补偿效能评估了径向磁敏感性的抑制效果，实验结果可以看出，径向磁敏感性补偿效能达到了63.76%，综合磁敏感性补偿效能达到了42.83%，表明该方法可以在一定程度上可以抑制光纤陀螺的径向磁敏感性。

磁光法拉第效应是光纤陀螺中存在的非互易效应, 会在陀螺输出零位附加一个固定偏置, 从而影响光纤陀螺的精度。针对陀螺内部电路的辐射磁场为球面非均匀磁场的特点, 建立了球面非均匀磁场的光纤陀螺磁敏感误差模型。采用数值模拟的方法分析了球面非均匀磁场对光纤陀螺磁敏感性的影响并进行了实验验证。实验证明, 球面磁场源距离光纤环越近, 光纤陀螺磁敏感误差越大;球面磁场源位于光纤环中心轴附近时, 光纤陀螺磁敏感误差较小;球面磁场源在光纤环内部中心轴向移动时, 光纤陀螺磁敏感误差基本不变。

为了保证望远镜装配完成后的成像质量和其他关键指标，提出基于像差校正的望远镜装调方法。首先利用Zemax建立光学系统模型，模拟光学零件失调状态，分析各零件的每种失调状态对各类像差的影响情况，进而定量计算光学零件对系统像差的敏感矩阵，得出系统失调特性，拟定最佳装调方案。在此理论分析的指导下，进行基于星点检验法的装调实验，装调后仪器各项指标达到要求，分辨率优于技术指标要求7.5″，验证了基于像差校正的光学系统装调方案的可行性。

针对某陀螺厂家新引入的超辐射发光二极管(SLD)光源对微分控制环节依赖性显著的问题, 对光源温控环节的传递函数和补偿控制进行了理论和试验分析。理论分析和试验结果表明, SLD管芯温度与TEC电流间的传递函数为时间滞后的二阶系统, 该时间滞后源自热敏电阻的位置及其与管芯之间的距离; 热敏电阻和管芯间距越大, 管芯温度与TEC电流的时间滞后越大, 微分环节的滞后补偿作用也就越显著; 选择适当的微分参数, 可使时间滞后相差较大的不同厂家光源同时获得良好的温控效果。上述结果不仅揭示了SLD光源温控环节时间滞后的来源, 还对理解微分环节在SLD温控系统中的作用提供了客观依据。

针对光纤陀螺工程化对超辐射发光二极管(SLD)光源筛选的需求, 开展了光源筛选和评价方法的试验和理论分析研究。通过构建光纤陀螺光源综合调试和检测系统, 对SLD光源所有外部可获取特征进行了实时监测。测试和理论分析结果表明, SLD的离散特性主要受光源内部组件特性的影响；在散热充分的情况下, SLD的离散性可近似由TEC等效内阻、温控电流、热敏电阻温度系数和发光芯片功率来表征；SLD光源的常规评价指标与上述指标相结合, 可更为完备地对光源进行筛选。另外, 构建的光纤陀螺光源综合调试和检测系统也可直接作为光源筛选系统。

利用三个正方形亥姆霍兹线圈构建三维匀强磁场,并分析其匀强磁场区域特性。将正方形亥姆霍兹线圈视为四段载流导线,采取分段计算然后矢量叠加的方法,分析正方形亥姆霍兹线圈轴线上和空间磁场强度及其均匀性,及其仿真数据结果。最后得到正方形亥姆霍兹线圈三维匀强磁场的结构模型及相关数据分析,证明了三维亥姆霍兹线圈产生的磁场满足匀强磁场要求。

为了程序控制光纤陀螺检测电路中的三路可调电压基准,采用现场可编程门阵列(FPGA)控制多路D/A转换器的方法。首先介绍了DAC8412的特点,设计了多路D/A转换硬件电路;接着采用硬件描述语言Verilog HDL进行FPGA逻辑编程,并给出了驱动DAC8412的仿真波形;最后测试了D/A的稳定精度。陀螺零漂测试结果说明该方法可行,这种方法给陀螺电路调试带来极大方便。