为制备保温性能及机械性能均较优异的高温窑炉用隔热耐火材料, 以多孔球形莫来石、矾土细粉、α-Al2O3微粉、硅微粉和Secar71水泥为主要原料, 制备了多孔球形莫来石基浇注料, 研究了矾土细粉掺量对多孔球形莫来石基浇注料机械性能、导热系数、抗侵蚀性能及热震稳定性的影响。结果表明, 改变矾土细粉的掺量, 可使多孔球形莫来石基浇注料在保持较高机械性能的基础上提高保温性、热震稳定性和抗侵蚀性能。随着矾土细粉掺量的增加, 多孔球形莫来石基浇注料的机械性能变化不大, 但导热系数小幅降低, 抗侵蚀性能出现较大差异, 热震稳定性先提高后降低。当矾土细粉掺量为28%(质量分数)时, 多孔球形莫来石基浇注料的机械性能、热震稳定性及抗侵蚀性能良好, 在1 000 ℃时导热系数为0.905 W·m-1·K-1。多孔球形莫来石基浇注料的导热系数低于中间包和钢包永久层用高铝浇注料, 可替代中间包、钢包永久层用高铝浇注料以减少热损失。

基于梯度计算的评价函数在自动聚焦系统中应用广泛，函数形式变化多样，本文基于图像梯度计算的数学原理，通过MATLAB 仿真分析，对比了常见梯度类评价函数的性能，总结了梯度类评价函数应用中结合系统成像质量控制算法性能的方法。

嫦娥卫星中的紫外月球敏感器是一种以月球为姿态参考源的大视场成像式光学姿态敏感器。为了提高敏感器的环形视场和中心视场的高同轴度和对称度，需要对敏感器中的八棱锥反射镜进行高同轴度的法兰孔(内孔)加工，并与广角物镜进行高同轴度的精密装配。目前八棱锥反射镜的法兰孔(内孔)加工采用修切垫圈的方法完成，该方法装调反复、精度低。提出一种八棱锥反射镜高精度光学定心加工方法，该方法能够快速准确地找出其均方中面，并实现法兰孔的精密加工。在完成广角物镜定心加工后，可实现二者的高同轴度装配。装调结果证明，八棱锥8 个反射像的误差达到17.3″，优于设计值30″，法兰孔的同轴度和安装端面的跳动量均优于0.005 mm。整机装调后，八棱锥反射镜8 个子视场和物镜中心视场的对称度达到0.01 mm。该敏感器的装调在卫星绕月飞行中得到成功验证。

为了在光学装调中保证单件离轴非球面的精确定位，需要对其6个自由度进行严格控制，尤其要对影响离轴非球面装调最重要的离轴量和离轴角这两个自由度加以严格控制。现有离轴非球面加工和检测中，对这两个特殊参数难以给出精确数值，从而难以实现离轴非球面的精密光学装调。通过运用离轴反射镜的曲率半径中心像与工装基准光轴之间的变化规律，采用精密测量法实现对离轴量和离轴角的精确测量。装调实验证明，利用这一测量法，光学装调出的离轴非球面可达到离轴量0.05 mm和离轴角10″级的精度，检测出的镜面波像差均方根(RMS)为0.02λ（λ=632.8 nm），使该离轴非球面获得了理想的像质，实现了精确装调。

研究的图像融合技术是以微光图像作为背景, 红外图像作为目标, 两光路图像经过合光棱镜进行光学投影融合的实时融合技术。为了具备良好的融合效果, 红外图像经过预处理后, 用改进的 Otsu算法进行图像分割来实现目标提取, 提取后的红外目标经过改进的伪彩色变换方法进行处理后在 OLED上显示。融合后的系统实时性好, 既可以得到微光细节丰富、较接近可见光视觉感受的背景, 也可得到对比度明显的红外伪彩色目标, 对于战场上的士兵观察环境和快速寻找目标有很大的帮助。

针对大口径非球面主反射镜(简称主镜)的装调要求，对比分析常用大口径非球面面形检测方法，提出该类主镜检测面形的最佳方案。在主镜的装调过程中，通过对主镜的固定方式和主镜变形补偿这2个关键环节的阐述，总结主镜固定的难点及主镜变形的原因，提出一套全新的装调方案，以旋转消重力法进行检测，并用专用工装实时定心调节，再用辅料焊接法固定主镜与中心轴，最后采用辅助支撑对主镜组件进行最终固定修正。装调结果表明：对于大口径非球面反射镜，装调完成后的主镜面形精度Rms≤0.03λ(λ＝632.8 nm)。

为了实现大口径望远系统中主次镜系统的装调，并提高光学成像质量，采用了一种调整主次镜相对位置的新方法高精度光学定心法。该方法不同于传统的修切垫圈调整法，可同时消除主次镜系统中因次镜相对主镜的倾斜引起的像散及因次镜偏心引起的彗差，不仅大大降低了装调难度，而且消除了系统的不稳定性。另外，通过干涉自准检验和十字丝代替光轴相结合的办法，建立了一套新的主次镜系统的检验方案。通过对主镜口径为Φ520 mm的R-C系统的实际装调和检验表明，组合前后主、次镜两组件的面形波像差均方根值(RMS)均小于等于0.03λ(λ=632.8 nm)，主次镜光轴角晃动量分别为0.72″、2″，两个镜子的光轴与其各自镜框端面的垂直度均小于等于0.005 mm，主次镜系统同心度小于等于0.01 mm，满足系统面形波像差均方根值小于等于0.07λ的设计要求。

为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计，以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标，分析系统各环节MTF对整机的影响，确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值，指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响，确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数，得出三杆时杆直径最大为38 mm，四杆时杆直径最大为26 mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率，认为直径26 mm、壁厚4 mm的四杆结构，支撑结构质量从现有40 kg减至4 kg，静载变形水平放置25 μm、竖直放置0.85 μm，系统基频98.9 Hz，一阶扭转频率183 Hz，满足卫星载荷设计要求。

为了实现共轴偏光瞳折轴三反射光学系统的高精度装调，提高其光学成像质量，研究了大口径非球面反射镜的微应力装配以及光学系统共基准的调校方法。采用光学定心加工实现主、次反射镜光轴基准与相应构件机械轴基准的高同轴度；采用Zygo激光干涉仪检测波像差，指导主镜、次镜以及三镜的装配过程，保证各反射镜装配组件完成后的面形精度与裸镜一致，并最终指导完成主次镜光学系统以及三反射光学系统的像质调整。此外，由于整个光学系统是偏轴使用的，推帚方向垂直于电荷耦合器件(CCD)线阵方向，采用折轴镜旋转并修切折轴镜垫圈的方法来消除由于折轴镜倾斜而引入的系统像散。实际装配结果表明：光学系统各个视场处的成像质量均达到系统装配指标，光学系统波像差均方根(RMS)值小于0.07λ，传递函数(MTF)大于0.57。