共相光栅拼接技术是目前研制米级大尺寸阶梯光栅的重要手段，位移误差调整精度对光栅的拼接精度有决定性影响。为消除拼接光栅中的周期性位移误差，实现大尺寸阶梯光栅的共相拼接，从理论出发分析了位移误差对拼接光栅点扩散函数的具体影响，并基于干涉测量原理，提出了一种基于迈克耳孙干涉系统，利用白光和双波长测量技术相结合的光栅拼接位移误差检测调整方法。通过对比不同调整量下干涉条纹位移变化的模拟计算结果与纳米位移平台实验结果，分析了傅里叶分析算法的计算精度，进而实现了位移误差的精确调整。实验计算结果表明，白光双波长测量技术实现的拼接光栅位移误差Δz小于6 nm，可满足大尺寸拼接光栅的共相检测要求。

偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础, 以一系列起偏/检骗器、 剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构, 较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、 图谱合一、 大光通量、 高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点, 并且结合多普勒光谱学相关原理和技术, 已被广泛应用在各种天文学和天体物理学测试与计量领域如空间遥感、 视向速度、 宇航飞行、 月球探测等。 但是许多前人研究工作中仍然存在两个尚未妥善解决的问题: (1) 视场受限。 普通型偏振干涉成像光谱仪存在远场条纹的弯曲而使系统视场角限制在±2°以内, 严重影响傅里叶变换后的光谱重构精度; (2) 相位热漂移。 晶体的热胀冷缩和双折射率之差随温度变化的特性导致像面干涉条纹发生随机抖动误差, 将严重影响以多普勒频移为原理的视向速度等测量精度。 因此, 首先引入一块半波片构成增强型的Savart剪切分束器实现主动的视场展宽, 可以使增强后的观察视场角达到±10°左右。 这一改进不仅提高了傅里叶光谱变换的算法精度, 同时也大幅增加光通量从而实现对微光光谱进行高信噪比的探测与标定。 另外, 为了消除环境温度造成的相位热漂移误差, 选用偏硼酸钡（α-BBO）和铌酸锂（LiNbO3）两种晶体进行精密组合匹配。 该关键技术利用这两种晶体的双折射率之差随温度变化的相反特性, 从而实现相位热漂移误差补偿。 实验证明, 在实验室环境温度下热相位漂移误差不超过0.02 rad。 通过这些方案改善偏振干涉成像光谱仪的测试精度, 拟实现对天文光梳以及其他大型天文光谱仪器快速而精确的标定与测试。

利用普通电焊枪对金属样品进行烧蚀时，由于温度限制，产生的激发等离子体无法满足局部热平衡条件，导致测量等离子体性质出现许多受限条件，如连续多帧光谱全噪声采样信号、基底效应影响和电子温度波动较大等。为解决此问题，提出利用一束短脉冲NdYAG激光器结合精密数字延时脉冲发生器的方法，让该短脉冲激光束平行于样品表面照射进行预激发，再通过电焊枪垂直于样品表面进行二次电离产生高温等离子体。实验结果表明，这种利用短脉冲激光预激发的方式所产生的等离子体特征光谱信号强度大幅增强和电子温度得到提高，最高可达45倍，同时连续采集时特征光谱全噪声信号帧数明显降低，信噪比也得到很好的提高。另外，还讨论了短脉冲激光预激发时间和光纤探测端面几何位置对测量结果的影响。

激光诱导击穿光谱法(LIBS)在精准识别该样品元素的组成成分和含量的同时, 也可以得到该特征元素等离子体的电子温度、 粒子旋转温度等相关光谱诊断参数。 该方法非接触式、 低损伤阈值, 借助高速高分辨率响应的CCD探测元件更可以实现实时动态测量。 文章基于LIBS的相关原理, 对一块事先标定好元素成分的合金进行光谱诊断的同时, 发现在改变激光入射角度、 激光入射功率和接收端面到测试样品的距离对实验结果将会产生重要的影响。 由实验结果表明, 利用LIBS不仅可以精准的分析测试对象的元素成分和含量, 同时也定量分析了以上实验条件和参数的变化对实验结果的影响并给出相应的理论依据与解释。Spectroscopy Diagnosis and Multi-Element Analysis

无论在民用钢铁冶炼、焊接技术或者军用近代动力学发射系统中，对于目标火焰的辐射温度测量一直有着重要意义，其对钢铁冶炼成分的判定、焊接工艺的提高和动力系统轨道烧灼的研究都有着重要的影响。该情况下火焰不仅温度极高，而且在某些场合其产生是一个瞬态过程。因此，传统的接触式测温方法不再适用。基于经典的普朗克黑体辐射定律在测量时受到光谱发射效率的影响也难以准确得到最后结果。以经典的普朗克黑体辐射定律作为理论基础，结合多波长光谱辐射方法，研制了新型的多光谱辐射瞬态高温测温计。该高温计最快响应时间可达到2 ns。通过采用高分辨率衍射光栅和光纤连接的方式，保证多光谱提取的准确性。同时将经典的普朗克黑体辐射定律结合多波长提出新型辐射温度算法，不仅解决对该目标辐射温度的精准计算，更可以同时求得目标在该温度下的实时光谱发射效率。通过对高速发射目标和可调节亮度的溴钨灯测量的实验表明，该方法满足测量动力发射目标表面辐射温度分布的同时，也保证了较高的精度，满足了对于发射瞬间物体表面瞬态温度测试的要求。

在现代动力学发射系统中, 在强电磁场激发下瞬间产生的等离子体的火焰辐射温度对飞行目标运动状态以及动力系统轨道烧灼情况有着重要的影响。 针对该情况下火焰不仅温度极高, 而且其产生是一个瞬态过程。 因此, 传统的接触式测温方法不再使用, 而基于光学高温计和CCD成像阵列等非接触式测温方法也无法响应瞬态过程。 文章以经典的普朗克黑体辐射定律作为理论基础, 结合多波长光谱辐射方法, 研制了新型的多光谱辐射瞬态高温测温计。 该高温计可以对目标产生的从300～860 nm的波段内任意波长光谱的提取, 最快响应时间可达到2ns。 通过采用高分辨率衍射光栅和光纤连接的方式, 保证多光谱提取的准确性。 实验结果表明, 利用目标发出的多光谱辐射测温与高速响应光电探测器件相结合的方法能够测量得到动力发射目标表面辐射温度分布的同时, 也保证了较高的精度, 满足了对于发射瞬间物体表面瞬态温度测试的要求

以光谱学玻尔兹曼定律和最小二乘法为理论基础,提出采用4波长光谱的多通道玻尔兹曼拟合计算的方法得到激发温度大小。实验结果表明,利用多通道玻尔兹曼直线拟合技术与高速响应光电探测器件相结合的方法能够在测量得到瞬态等离子体的激发温度的同时,也保证了较高的精度,满足了对于发射瞬间物体表面瞬态温度测试的要求。