基于气体近红外选择性吸收理论和Beer-Lambert定律，研究了硫化氢气体的拉曼散射特性，同时采用宽带光源光谱吸收检测技术对H2S气体进行检测。将自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜，并将其应用于透射型气室。同时，提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联使用以增加吸收光程的方法，该方法可以明显提高气室的检测灵敏度。通过分析实验测得的H2S吸收曲线，得到系统的灵敏度为3.672×10-4 μW/(μL/L)，分辨率为122.5 μL/L。

研究了衍射光栅的闪耀特性，并对光栅衍射过程中的衍射异常现象进行了分析。采用严格的耦合波矢量理论，分析了包括矩形光栅、锯齿形光栅、三角形光栅等常用的不同槽型结构光栅的闪耀特性，并与标量衍射理论的计算结果做了对比分析。当波长约为0.5倍光栅周期时，光栅表现出明显的偏振现象。研究表明，锯齿形光栅具有优异的闪耀特性，衍射效率可达90%以上。与锯齿形光栅相比，三角形光栅加工难度低，同时由于其结构的不对称性，其+1级与-1级衍射光具有不同的闪耀波长。分析了光栅衍射异常现象产生的原因、异常波长位置以及衍射效率特性，为进一步消除衍射异常现象打下理论基础。研究结果为高效率衍射光栅的制作提供了理论指导。

针对基于Hough变换航迹起始算法存在的虚警率过高现象,提出了一种快速随机Hough变换(FRHT)航迹起始算法。该算法充分考虑了目标的运动信息,使用了序列采样策略,并利用采样终止规则限制采样次数,从而保证了该算法具有较高的航迹起始成功率,并且大大缩短了航迹起始时间。仿真结果表明了算法的有效性。

太阳光谱中重要的He-Ⅱ谱线(波长30.4 nm)的观测对于研究太阳活动和日地空间环境具有重要意义，实现空间极紫外太阳观测需要采用多层膜作为反射元件。研究了工作在30.4 nm的Mg基多层膜。以反射率最高为评价函数设计了多层膜，采用直流磁控溅射技术制备了SiC/Mg,B₄ C/Mg和C/Mg多层膜，用X 射线衍射仪测量了多层膜的结构。研究表明虽然B₄C/Mg多层膜理论反射率最高，但实际制备结果显示，SiC/Mg多层膜的成膜质量最好，反射率最高。同步辐射反射率测量表明：在入射角10°时实测的SiC/Mg多层膜反射率为44.6%。

利用傅里叶变换(FFT)分析了纳米多层膜的X射线掠入射反射率测试曲线, 模拟了各种制备和测试条件对多层膜结构参数测试结果的影响, 检验了傅里叶变换方法的适用性和精确度。分析结果表明, 相对于传统的反射曲线拟合方法, 傅里叶变换方法具有直观和快速的优点, 在不引入主观的膜层结构模型的情况下可以较为准确地定出复杂的多层膜结构参数, 为多层膜结构表征提供了一种分析方法。

运用遗传算法优化设计了Mo／B₄C多层膜结构。入射光入射角度取10°时，设计的理想多层膜膜对数为150，周期为3．59nm，Gamma值(Mo膜厚与周期的比值)为0．41，峰值反射率为33．29%。采用恒功率模式直流磁控溅射方法制作Mo／B₄C多层膜。通过在Mo／B₄C多层膜与基底之间增加15 nm厚的Cr粘附层，提高多层膜与基底的粘附力。另外，还采用调整多层膜Gamma值的方法减小其内应力，调整后多层膜结构周期为3．59 nm，Mo膜厚1．97 nm，B₄C膜厚1．62 nm，峰值反射率26．34%。制备了膜对数为150的Mo／B₄C膜并测量了其反射率，在波长7．03 nm处，Mo／B₄C多层膜的近正入射反射率为21．0%。最后对测量结果进行了拟合，拟合得到Mo／B₄C多层膜的周期为3．60 nm，Gamma值0．60，界面粗糙度为0．30 nm。