Mn离子掺杂策略被广泛用于提高CsPbX₃钙钛矿纳米晶（Nanocrystals，NCs）的稳定性和调控Pb的含量，但离子掺杂反应速率极快，不易控制。本文分别采用一步和两步热注射法对Mn²⁺的掺杂含量进行大范围和精确调控，制备出具有不同Mn²⁺掺杂含量的CsPbCl₃∶Mn²⁺ NCs。通过对其结构及发光性能的研究，将其区分为合金结构和掺杂结构，并进一步揭示了一步法和两步法进行Mn²⁺调控时的不同机制，明确了在相同Pb∶Mn投料比的情况下，一步法合成的合金结构纳米晶具有更高的Mn²⁺掺杂量，使得纳米晶在610 nm左右与Mn相关的发射峰更为强烈，最高光致发光量子产为77%，而两步法合成的掺杂结构纳米晶在较少的Mn²⁺情况下同样具有较高的光致发光量子产率。同时，Mn²⁺的可控掺杂使得钙钛矿纳米晶的稳定性有效提升，放置四周后形貌和发光性能仍稳定。值得注意的是，合金结构对于本征激子发光稳定性的提升比掺杂结构更加有利。此外，还合成了具有优异发光性能的CsPb（Cl_xBr_3-x）∶Mn²⁺钙钛矿纳米晶，其荧光光谱可在404～640 nm之间调控；但当Br^-含量较高时，与Mn相关的发射峰消失，这是由于CsPbBr₃的能带与Mn²⁺的⁴T₁-⁶A₁能级不匹配所致。本文强调了在CsPbCl₃∶Mn²⁺钙钛矿制备过程中Mn²⁺可控掺杂的重要性，对于实现纳米晶的可控合成具有重要意义。

离轴反射系统设计的关键环节是确定适用初始结构并进行优化，一般从同轴结构或者专利库中寻找相似的结构开始优化，这往往需要耗费大量的时间。以Seidel像差理论为依据，研究了一种获取离轴四反系统初始结构的设计方法。在设计之初引入视场偏置，通过追迹近轴光线给出五种单色像差的初级Seidel像差表示。以Seidel像差绝对值最小化作为目标函数，同时加入对光学和系统结构上的限制条件构建含有约束条件的单目标非线性优化模型，并通过粒子群优化算法进行求解。在此基础上，通过MATLAB调用CODE V API接口，判断此视场偏置情况下是否满足无遮拦的条件，并从中挑选出满足条件的初始结构。设计了一款焦距为1 200 mm，视场1.2°×20°，F数为6的离轴四反光学系统，系统结构布局紧凑，成像质量良好，各项指标均满足设计要求。

为了实现空间中一定距离的近似等光程光束传输，设计了一种包含离轴椭球面反射镜的波面整形系统。基于几何光学与初级像差理论，结合Zemax光学设计软件，分析了椭球面反射镜圆锥系数、离轴量对像面处光程差的影响；设计了平面-椭球面反射镜和双椭球面反射镜2种光学结构的波面整形系统，并比较了2种结构的公差。分析结果表明：平面-椭球面反射系统和双椭球面反射系统均实现了空间中1 m距离的光束传输，且2种结构系统在3 mm物高视场和孔径角为6°条件下，各视场光瞳之间的光程差分别为0.14 mm和0.04 mm，因此，双椭球面反射结构整形效果优于平面-椭球面反射系统，但双椭球面反射结构对公差的敏感度更高。

气溶胶消光后向散射比是与气溶胶类型相关的一个重要光学参数，且是米散射激光雷达反演中的关键误差来源之一，近年来，激光雷达在大气气溶胶探测领域内的发展迅猛，因此调研消光后向散射比的反演方法对于气溶胶的探测与研究具有很大意义。本文根据使用的仪器及反演原理，对多种大气气溶胶消光后向散射比的反演算法进行了整理归纳，并从光学特性和微物理特性入手将这些方法联系起来。其中，光散射模型法、被动光学遥感法与激光雷达法联系紧密、应用广泛，为大气气溶胶的探测与研究提供了重要支撑。文章重点介绍了这3大类较为主流的反演方法，综述了相关方法的发展历程并分析了适用情况及优缺点，最后展望了未来大气气溶胶消光后向散射比反演技术的发展趋势。