大口径离轴非球面反射镜进行高精度车削过程中，由离心力引起的微米级面形误差变得尤为重要。为了减小离轴非球面反射镜在车削过程中受离心力变形而引起的面形误差，对离轴非球面铝合金反射镜开展了单点金刚石车削工艺研究。通过分析离心力产生机理，构建了抑制离心力坐标变换加工模型；利用有限元仿真的方法优化了坐标变换的平移位移和旋转角度，最后基于优化结果对口径320 mm的RSA6061铝合金离轴非球面反射镜进行车削实验，获得了面形精度为RMS 0.198λ(λ=632.8 nm)的离轴非球面铝合金反射镜，验证了该优化加工方法的有效性。上述优化方式能够显著提高单点金刚石车削加工大口径离轴非球面反射镜的加工精度。

在面阵扫描成像激光雷达中，阵列光束照明与棱镜扫描相结合实现了高能量利用率、高分辨率和宽探测视场，但阵列子光束倾斜入射棱镜，破坏了光束传输的旋转对称性，棱镜对子光束偏转能力存在差异，规则光束阵列产生了形状畸变，导致光束指向误差，影响点云位置精度。首先，将阵列光束与棱镜结合的圆锥扫描方式分解为多角度入射多波束并行扫描，通过所有子光束的传输特征来综合表征阵列光束传输特征；然后，采用三维矢量光学方法推导了阵列光束在棱镜中的传输过程，建立了子光束指向变化与棱镜扫描角度的关系；最后，通过对机载激光雷达棱镜扫描成像过程的数值仿真，建立了光束指向变化与点云数据质量的联系。仿真结果表明：阵列光束(3×3)棱镜扫描系统在航高0.5 km时，光束阵列畸变导致平面误差RMS约为5 cm，并随航高呈线性变化；斜率约为0.1 m/km，并随着阵列光束规模和子光束角间距增加点云平面精度随之下降。通过对棱镜扫描过程中光束阵列畸变规律掌握，为后续机载飞行试验数据的校正、阵列光束结合多棱镜扫描系统的设计提供了基础。

针对具有高姿态测量精度、高姿态稳定度且探测器采用机械式交错拼接的光学卫星受到微量高频姿态误差影响时，所产生的全色数据与多光谱数据间微小几何定位误差问题，提出了基于高频修正姿态的高分辨率光学卫星全色与多光谱影像几何定位一致性修正方法。在推扫式光学遥感卫星成像原理的基础上建立严密成像几何模型，利用机械式交错拼接成像探测器的分时成像特性，结合几何定位约束及金字塔影像搜索策略的同名点匹配方法获取同名点数据，再利用同名点数据解算卫星成像过程中的高频姿态数据。最后，将解算得到的高频姿态用于对应多光谱影像的传感器几何校正处理中，得到基于高频修正姿态的多光谱影像数据。实验结果表明：该方法有效消除了由微量高频姿态误差引起的全色数据与多光谱数据间微小的几何定位偏差，使传感器几何校正后的多光谱数据与全色数据具有高精度几何定位一致性，将具有高姿态测量精度、高姿态稳定度且探测器采用机械式交错拼接的高分辨率推扫模式成像光学卫星的全色数据与多光谱数据间行方向的相对几何定位误差提升至0.15个多光谱像元，以为后续高精度影像融合产品的生产奠定基础。

为研究飞机末端红外对抗作战效能，通过建立红外对抗仿真系统，分别对飞机红外特性、诱饵干扰特性、激光定向干扰特性进行建模仿真，通过红外特征实时解算的方法建立红外对抗场景，结合不同作战环境、干扰场景的飞机末端防御，进行红外图像渲染和模型解算，为红外干扰效能评估提供实时的红外对抗场景。结合典型的作战态势和飞机机动方式，仿真分析了导引头视场内的目标与诱饵动态红外场景，进行飞机末端防御的不同干扰手段干扰效能评估和干扰使用策略研究。仿真结果表明，飞机红外对抗仿真系统能有效地对末端红外对抗作战效能和干扰策略想定进行研究。

硒化锌晶体作为常用的红外晶体材料，广泛应用于红外光学系统中。为了提高硒化锌晶体的加工质量及加工效率，提出了将磁流变抛光（MRF）与传统数控抛光(CCOS)技术相结合的方法，通过多组正交实验配置硒化锌晶体的磁流变抛光液，对一块口径为50 mm的硒化锌晶体展开磁流变抛光，再针对磁流变抛光后的表面痕迹进行传统数控抛光，在正压力为0.05~0.1 MPa范围内，经过30 min均匀抛光，硒化锌晶体的表面粗糙度由3.832 nm降低到1.57 nm，粗糙度得到明显改善。该方法有效提高了非球面硒化锌晶体的加工效率并改善了加工后的表面质量，对硒化锌晶体的非球面超精密加工具有重要的参考价值。

报道了一种808 nm激光二极管端面泵浦Nd：YAG激光晶体/腔内倍频的波长可调、低噪声全固态黄绿激光器。基于L型折叠谐振腔结构的优化设计，不但使谐振腔对热焦距具有动态热不灵敏性，而且补偿了折叠型结构和凹面反射镜引起的光束像散。基于布儒斯特片的布儒斯特角调节，实现对Nd：YAG晶体受激辐射产生的1 112.62 nm、1 116.70 nm和1 123.24 nm三条谱线的选频和单一波长基频光腔内振荡；调节单一波长基频光的p偏振方向与双折射单晶玻璃光轴之间的夹角，通过压缩纵模个数，实现对该波长基频光的滤波。在此基础上，通过Ⅰ类角度相位匹配LBO晶体腔内倍频，分别获得了556.31 nm、558.35 nm和561.62 nm三个波长可调、高稳定性、低噪声的黄绿激光输出，对应最大连续输出功率分别达到了678 mW、653 mW和606 mW，光光转换效率分别为8.47%、8.16%和7.58%。在输出功率均为500 mW时，功率不稳定度分别为±0.42%、±0.38%和±0.49%，对应激光噪声分别为0.69%、0.51%和0.96%。

为实现快速、柔性矩形光斑激光表面热处理，提出了一种基于空间非相干合束的10 kW矩形光斑激光合束器。同时入射该合束器的18束光纤传输的972 nm半导体激光束按照“交错式矩形”同轴排列。在构建18束激光总体热源数学模型基础上，对10 kW激光合束1 000 s时间内合束器中所有光学透镜的温度分布、热变形分布和热应力分布规律进行了有限元分析研究，结合实验测量验证了合束器长期工作的安全性和可靠性。连续运转1 000 s时，合束器输出的矩形合束激光的最大功率达到10.64 kW，功率不稳定性<±1.2％。研究结果可为超高功率激光空间合束系统的安全性和可靠性评估提供参考依据。

激光表面热处理技术是进行金属材料表面强化和改性的最有效手段之一。为实现高速、柔性激光表面热处理，按照矩阵平行排列18束光纤输出的972 nm半导体激光束，通过光束准直和空间非相干合束，获得了具有矩形光斑特征的10 kW级合束激光。在理论分析准直激光束的半径、相邻光束间距与合束激光的光斑搭接率之间变化规律、采用Code V光学设计软件建立合束器结构模型及TracePro光学仿真软件模拟合束激光光斑能量分布的基础上，完成了10 kW级18×1矩形光斑激光非相干空间合束器的研制。在200 mm的合束长度内实现了具有单一矩形光斑形貌、最大合束功率10.249 kW、焦斑尺寸31 mm×11 mm、中心波长972.34 nm、谱线宽度2.27 nm的合束激光输出。