干涉型成像光谱仪是嫦娥1号(CE-1)卫星的重要设备, 用于分析月球表面物质成分含量及其分布, 目前所得到的2B级科学数据的光谱分辨率为325 cm-1, 转化为波长分辨率表示后各谱段不一样, 第一个波段为7.6 nm, 最后一个波段为29 nm, 这引入两个问题: (1）与地面波谱库中用于标定和比对的光谱分辨率描述方式不一致; (2）由于波段窄而进入的信号少, 造成短波光谱信噪比差。 基于CE-1干涉成像光谱仪光谱重建模型, 讨论了波长分辨率与截止函数的关系, 提出了一种随波长及波长分辨率变化的可调截止函数, 并选取相应Sinc函数进行切趾, 实现了波段覆盖范围内任意指定波长分辨率的光谱数据重建。 利用该方法对CE-1号在轨0B数据进行处理, 得到了29 nm等波长高光谱图像, 采用光谱信噪、 主成分分析和无监督分类等方法对重建结果与同区域2级科学数据进行比对, 结果表明: 短波波段光谱信噪比提高了4倍, 平均提高了2.4倍, 基于光谱特征的分类结果一致, 数据质量大大改善。 EWSR方法的优点有: (1）在保持光谱信息量的情况下, 虽然牺牲部分光谱分辨率, 但提高短波波段的光谱信噪比; (2）实现了在波段覆盖范围内任意指定波长位置或任意设定波长分辨率的光谱数据重建。

利用口径150mm、视场±0.17°、接收波长974 nm的光学天线望远系统原理样机，搭建了试验装置并进行了实测，测量结果显示光学天线在0.35°附近及1°附近出现了两个原路回波杂光峰值.通过对两个杂光峰值的仿真分析，提出了在主镜内部增加二次斜光阑及临时挡光环的措施，消除望远系统前向散射杂光.通过分析主次镜焦距分配对光学天线望远系统杂光的影响，指出在设计中缩小主镜焦距可降低系统原路回波杂光，这对光学天线消回波杂光设计具有指导意义.

从能量传递及光学天线出瞳允许的杂散光亮度出发,推导得出了杂散光控制指标要求.提出两种消除一次杂光方案.方案一是在主、次镜上设置遮光罩,方案二是设置主镜遮光罩并在出瞳附近设置利奥光阑.理论分析表明方案一因设置次镜遮光罩而增加遮拦比,方案二因在出瞳附近设置利奥光阑而产生渐晕,由于光学天线对发射/接收效率指标要求很高,因此在设计时需兼顾能量.针对某卡塞格伦光学天线仿真分析了两种方案的接收/发射效率和杂散光抑制效果,发现方案二的发射效率和杂散光抑制能力优于方案一,只是边视场的接收效率略低.最终选用方案二作为原理样机的杂散光抑制方案,对其进行杂散光测试,测试结果为:视场外1°~20°系统实测消光比小于-40 dB,满足杂散光指标要求.

根据深空探测任务中对着陆器相机要求宽探测范围的需求，设计了一种对焦结构可见/近红外相机光学系统.系统采用准远心光学结构，由前固定组和后对焦组组成，前固定组属于一个无焦系统，后对焦组放于固定组后，当对远近目标成像时，移动对焦组可在像面上获得清晰成像，并且不同距离的目标对焦过程中，系统的焦距不发生改变.实验测得系统焦距为50 mm，F数为8，谱段范围为400~1 000 nm，能实现探测范围从0.8 m到无穷远目标的清晰成像; 成像质量高，光学传递函数接近衍射极限，畸变优于1%.对光学系统的公差进行了分析，表明该光学系统公差在现有加工水平下均能保证良好的成像性能，具有工程可实现性.研究表明该光学系统可应用于月球、火星、小行星等深空探测中着陆器的中等焦距的立体测绘相机.

设计了一种用于深空探测的新型宽视场多光谱降落相机，通过两档切换，实现了1.5 m~+∞以及30 cm两档成像范围的目标探测.在1.5 m~+∞档，能实现着陆器下降过程中对被测星体表面的全色成像；在30 cm档，采用蓝绿、红色以及近红外三个独立的发光二极管光源阵列分别对着陆后近距离目标进行照明，通过对采集到的多光谱图像进行处理，可实现目标组成成分的鉴定.取降落相机设计谱段420~900 nm，方形视场49.5°×49.5°，F数5.4，当目标距离为1.5m~+∞时，焦距f′1为12.9 mm；目标距离30 cm时，焦距f′2为12.5 mm.系统中第一镜采用近似无光焦度的前置弯月透镜，利用镜片的开合完成不同成像范围的档位切换，使系统焦距在两档切换时变化不大，目标不易丢失.分析可知，镜头在35 lp/mm处，系统调制传递函数均达到0.6以上，成像质量接近衍射极限；全视场畸变优于1.2%；第一镜倾斜、偏心公差设计合理.该设计解决了以往定焦降落相机在着陆后无法对近距离目标清晰成像的问题.

设计了一个无运动部件、结构紧凑并实现两档焦距的折反射混合式空间光学系统。长、短焦前组共用一个Ritchey-Chrétien(R-C)反射系统，使用分光棱镜对光路分光，由两路后组透射系统对前组进行缩放实现两档焦距。长焦焦距为4700 mm，F数为13.4，短焦焦距为2350 mm，F数为6.7。在光机设计上，还考虑了对温度变化敏感的间隔使用热膨胀系数小的材料；为了减小反射镜面形变化，采用了热性能好的材料作为反射镜基底，并对相机在空间环境下温度变化在(19±3) ℃范围内进行了像质分析，设计结果能满足使用要求。

基于荧光偏振理论, 设计了一套HBV多聚酶基因检测光学系统。该光学系统包括荧光激发系统和荧光检测系统。使用荧光激发系统对激发样品产生荧光, 由荧光检测系统对荧光进行水平和垂直两个方向的荧光强度检测, 从而获得荧光的偏振度。通过更换该套系统中的滤光片可实现对400～550nm范围内的样品荧光偏振度的检测。运用该光学系统进行了临床实验, 结果表明, 系统测试方法具有简单易行、灵敏度高、精确可靠、抗干扰能力强的特点。

介绍了嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪的科学目标、总体设计思想、方案选型、工作原理、光学实施方案、光学系统设计及评价、空间环境适应性考虑、发射前光学图像质量检测、在轨运行情况及在轨性能评测.

设计了一种宽谱段前置光孔远心光学系统，其孔径光阑位于透镜组的焦面上，该设计集宽谱段自动复消色差、长工作距、前置光孔及远心等特点于一体. 讨论了这样一种特殊光组的设计. 选用国产牌号的光学玻璃配对，价格低廉且在校正色差后，自动校正宽谱段二级光谱，并实现了透镜组两侧同时具有长工作距. 设计结果表明，光学系统的残余二级光谱很容易控制在千分之一焦距以内，波面平行差小于0.000 22弧度.

介绍了我国首次绕月探测嫦娥一号卫星的主载荷CCD立体相机与干涉成像光谱仪的原理、设计思想、技术措施与特色、设计结果以及在轨图像质量评估与检测. CCD立体相机采用一个广角物镜加一块面阵CCD的独特技术方案，从而使立体相机具有结构紧凑、小型轻量、配准精度高、航天环境适应性强等优点. 4种曝光时间与4种电子学增益共16组合，可以实现同轨不同纬度的曝光量调整. 干涉成像光谱仪采用了大比尺缩小的图像传递、2×2像元合并、矩形孔径光阑、2种曝光时间与3种电子学增益共6种组合的在轨曝光量调整等技术措施. 在轨运行表明，各项技术措施有效，达到了预期目标.