太阳远紫外辐射是临近空间能量输入的主要来源之一, 临近空间环境对太阳爆发活动的响应是有待深化研究的重要科学问题。 对太阳远紫外在中高层大气的辐射特性进行研究, 是研究临近空间大气成分与密度变化、 光化学反应以及动力学过程的重要基础。 利用FISM2耀斑模型计算的远紫外数据和MSIS-E-00模型提供的地球中高层大气数据, 将120～190 nm的太阳远紫外辐射分为7段, 使用基于Lambert-Beer定律的大气辐射传输方法进行数值模拟。 选取2010年1月至2020年12月共11年间的150组耀斑数据, 利用时间滞后互相关(TLCC)评估了太阳远紫外辐射和软X射线的耀斑峰值时间差, 使用最小二乘法(LS)计算了二者的耀斑峰值流量关系, 然后利用大气辐射传输方法计算了耀斑爆发时太阳远紫外在临近空间(20～100 km)的光谱特性、 流量变化以及加热率变化, 最后计算了太阳远紫外辐射在地球大气中的沉积情况。 计算结果表明, 在太阳耀斑爆发过程中, 远紫外辐射的流量出现明显变化, 流量峰值比软X射线提前240 s左右; 远紫外辐射与软X射线的流量峰值近似线性相关, 大于140 nm波段的系数随波长的增加而增大; 在20～100 km的临近空间范围, 太阳远紫外光谱几乎被完全吸收, 但由于大气成分特殊的吸收窗口结构, 185～190 nm波段的部分光谱可到达20 km高度; 临近空间区域内, 太阳耀斑爆发时与爆发前的远紫外流量比值在7个波段均为2.0左右, 峰值加热率的比值分别为1.22, 1.88, 1.35, 1.42, 1.23, 1.08和1.11。 验证了在临近空间利用远紫外辐射感知太阳耀斑的可行性, 为临近空间光学探测实验提供理论依据, 为大气反演等相关研究领域提供参考。

讨论分析了现代大气光学研究及其在光电工程应用中几个方面的常见问题，给出了下列主要观点：（1）大气对光电工程应用的影响不容忽视；（2）光电工程设计需要考虑大气光学特性；（3）大气对光电工程的影响需要用概率来说明；（4）不能根据天气状况直接来判断大气对光电系统影响的程度；（5）作为统计平均量的大气光学参数不是唯一确定的；（6）用一个参数C_n²不能可靠地描述大气湍流的光学特性；（7）有必要进一步提高光电仪器大气探测结果的可靠性；（8）大气湍流对光电系统性能的影响难以完全被消除；（9）不需要投入很大精力去研究一些理想的问题。根据现状，提出了一些值得深入研究的大气光学问题。

为精确计算太赫兹波大气传输吸收衰减，需建立太赫兹波传播路径模型，而后获取沿传播路径的相关变化大气参量，并通过国际电联(ITU)标准计算分段的吸收衰减值，最终进行累加计算得出总的大气衰减量值。受限于气象观测设备及手段，沿传播路径完整的大气参量难以获取。由于地球重力场产生的大气折射效应，电磁波在大气层中传播时其路径呈现曲线弯曲传播。基于区域大气再分析资料集基础数据转化的太赫兹波大气传输衰减精确计算方法，通过ITU标准这个桥梁，在气象数据和大气传输衰减间建立关联关系，最终运用在飞行器太赫兹波地面探测类工程技术上，以预估太赫兹波通信链路的大气吸收衰减值。

精确的光谱定标是定量化反演地物信息的前提与基础。 光栅色散型可见近红外成像光谱仪(VNS)主要用于海洋水色遥感和海岸带监测, 采用推扫式成像方式, 工作波段范围覆盖400～1 040 nm, 空间维视场像元总数为1 024, 共设置256个光谱通道, 光谱采样步长为2.5 nm。 针对仪器入轨后可能发生的光谱通道中心波长漂移或通道宽度展宽问题, 基于光谱特征曲线匹配思想, 提出了利用太阳大气廓线和星上定标器镨钕特征光谱进行在轨光谱定标的新方法。 开展了在轨光谱真实性检验与定标的地面模拟实验, 采用最小差值与相关系数联合算法对数据进行了处理。 以大气氧气吸收763 nm波段为例, 介绍了在轨光谱定标的步骤。 给出了太阳夫郎和费517 nm、 Pr-Nd玻璃685 nm和氧气吸收763 nm三个典型波段对应VNS的光谱通道的定标结果: 三个通道穿轨视场Smile效应幅度相近, 约为0.6 nm; 中心波长漂移方向和大小各异, 分别为0.707, -0.369和0.293 nm; 对穿轨方向各像元的测量值进了二次曲线拟合, 763 nm通道标准偏差小于另外两个通道, 三个通道的光谱定位精度较高优于0.176 nm。 为成像光谱仪开发出一种适用的在轨光谱定标算法。

宽波段太阳辐照度仪采用fèry棱镜分光，利用线阵CCD反馈控制光谱扫描，波长覆盖范围为400~2 500 nm.为实现该仪器的高准确度光谱定标，在实验室内利用单波长激光器和OPO激光器分别作为光源.通过光谱扫描，得出定标波长与CCD像元的对应关系.根据棱镜参量和光路设计参量推导出全波段内光谱定标方程，实现全波段光谱定标.通过与其他特征波长比较，分析得出光谱定标合成不确定度优于0.5 nm.用定标好的仪器进行室外测量，将测量结果与大气辐射传输软件modtran4模拟结果相比对，可得实际测量的大气吸收峰与模拟结果一致.将该方法在红外波长区域定标结果与传统的多项式拟合光谱定标方法对比，显示该定标结果优于传统多项式拟合方法.证明该定标方法的正确性和仪器设计的合理性.

空间太阳能电站(SSPS)方案之一是采用激光束实现天-地能量传输。研究激光能量传输的可行性，需要对激光束穿过大气层的过程进行分析。理论分析并数据模拟了激光在大气层中传输的过程，分析了大气在不同高度处对激光的作用，计算了不同高度处的激光光强和分布，同时分析了相应的大气温度和折射率的变化规律。研究发现，利用激光实现大气层垂直方向上的能量传输，需要控制激光的功率密度在一定范围，以减小能量的损失，同时避免对大气产生明显影响。在一定传输功率下，可以通过增加光束口径来减小激光的功率密度。

对空间大口径红外相机整机光谱响应测试方法进行介绍，建立空间大口径红外相机整机光谱响应测试系统。该测试系统包括：可见及红外光源、单色仪、标准探测器、数据采集系统、平行光管、真空罐、二维转台及待测相机。待测相机的波段集中在H₂O、CO₂等吸收波段，为了消除大气吸收波段对待测相机的影响，需要将平行光管、待测相机、转台等置于真空条件下，并向单色仪中通入氮气稳定后进行测试。整机试验结果表明，通入氮气后光谱测试精度大大提高，大气吸收波段光谱可准确测试。

针对传统的卫星在轨定标方法存在的局限性以及适用范围不足等问题, 提出了一种 新的基于浮空平台的在轨定标方法, 即利用浮空平台搭载镜面阵列, 并用后者反射太阳辐射来对卫星进行定标。建立了 基于浮空平台的在轨定标模型, 并对其进行了分析。结果表明, 与传统的在轨定标方法相比, 该方法具有大 气路径短、波段适用范围广和定标精度高等优势。

基于太赫兹波的大气吸收窗口, 设计了一款四级级联的太赫兹mesh带通滤波器。此滤波器的中心频率为0.25 THz, 在3 dB处带宽为0.1 THz, 在通带内的插入损耗为1.5 dB, 纹波系数小于0.5 dB, 在室温下通带内的透过率能达80%以上, 且此滤波器的中心工作频率和带宽可以通过缩放mesh槽孔的尺寸来调节。利用电磁仿真软件HFSS, 结合周期边界条件及理想匹配层吸收边界条件模拟了太赫兹mesh带通滤波器的mesh排列方式、介质衬底及不同入射角度的入射波、不同极化方式等因素对滤波器透过率、插入损耗的影响。

762 nm氧分子吸收带的大气透过率模型用包含温度和气压的多项式表示，其多项式系数表示为入射角的余弦的另一个幂级数.类似地，还给出了平均大气透过率模型.数值试验表明,在绝大多数情况下，透过率模型与平均透过率模型的拟合误差（RMS）分别小于0.0001和0.0005，其极大误差分别小于0.0005和0.003.此二模型已用于从空间探测气压廓线的研究.此外，还给出了大气透过率间隔误差的订正方法.