针对深空探测超宽光谱定标黑体源的关键技术问题，构建了一种基于优化微结构和纳米超黑涂层的深空探测星上黑体定标源。基于有限元方法仿真，验证了微锥结构不同宽高比与黑体发射率间的对应关系，确定了周期性线阵V槽结构相对于平面结构在黑体发射率方面的提升作用。优化星上黑体源高发射率微结构，优选空间超黑高发射涂层，设计星上黑体源高精度测温系统，进而完成黑体源工程设计。最后，通过星上黑体源发射率计量及实验室辐射定标稳定性测试进行验证。检测结果表明，深空探测超宽光谱定标黑体源具有超宽光谱范围、高发射率、高温度稳定性等特点，其光谱范围为5~50 μm，法向平均发射率为0.986，温度稳定性达到0.16 K。该定标黑体源可大幅提升高发射率辐射定标源的光谱范围，为深空探测载荷的在轨高精度星上辐射定标提供支撑。

实时获知煤炭发热量对于及时调整电站锅炉风粉配比和提高煤炭燃烧效率具有重要意义，为了实现电力生产中发热量的稳定快速检测，提出了一种近红外光谱（Near Infrared Spectroscopy， NIRS）与X射线荧光光谱（X-ray Fluorescence， XRF）联用的煤炭发热量高稳定检测方法，它结合了NIRS能高稳定检测煤中与发热量正相关的有机基团的优势与XRF能高稳定检测与发热量负相关的成灰元素的特点，大大提高了对煤炭发热量的测量重复性。在光谱预处理中，先将两套光谱融合作为偏最小二乘回归的输入变量进行全谱初步建模，依据回归系数选择NIRS光谱中的有效波段，再将它与XRF光谱中的成灰元素谱线一并融合进行归一化处理。建模时将预处理后的融合光谱数据作为输入变量，利用偏最小二乘回归对煤炭发热量进行建模。实验结果表明，NIRS-XRF联用方法对定标集煤样发热量预测的线性相关度系数（R²）为0.995，对验证集煤样发热量预测的最小均方根误差、平均相对误差和标准偏差分别为0.24 MJ/kg，0.61%和0.05 MJ/kg，测量重复性满足小于0.12 MJ/kg的国家标准。NIRS-XRF联用的煤炭发热量高稳定检测方法有望推广应用于火力发电、煤化工、冶金、水泥和焦化等“高碳”行业，助力我国按期实现碳中和目标。

针对半导体激光器在实际应用中波长、功率稳定性较差以及控制系统复杂等问题，设计了一套高稳定度调制光栅Y分支型激光器控制系统。该系统利用模糊比例-积分-微分控制算法稳定功率，并通过两次正交试验优化算法参数，减小功率超调量，同时提出电流自适应补偿的波长校准算法，提升不同功率下的波长稳定性，解决电流内环反馈时引起的波长和功率交叉影响问题。结果表明，仿真优化后的激光器功率超调量从1.528%降低至0.014%，系统调整次数由21减小至17；测试调制光栅Y分支型激光器60 min内的功率漂移量仅为0.004 4 mW，稳定度达到0.060 4%，波长漂移量为1.9 pm，稳定度达到1.22×10^-6。经校准，激光器的半导体光放大器电流在28~78 mA范围内，波长变化量从23.4 pm减小至2.6 pm。

为满足分离扇回旋加速器（SSC）对于磁场精度的需求，需对其主场电源进行改造。提出开关电源与线性电源相结合的方式作为SSC主场电源的改造方案。电源总体分为两部分，采用模块化的开关电源作为前级电压源，三极管线性调整电路作为后级模块的主电路，充分利用两种电源的优势，实现高稳定度、低纹波的电流输出，同时大幅度提升电源的功率密度和可靠性。文章介绍了电源的工作原理及改造过程，详细阐述了三极管线性放大原理以及管压降控制电路、输出电流控制电路的设计与实现，通过仿真对电路进行功能验证，最终在电源样机上进行实验测试。测试结果表明：改造后主场电源输出电流稳定度达到了±3.99×10⁻⁶，电流纹波达到了2.7×10⁻⁹，各项性能均优于改造前。

为了应对带钢激光平直度测量仪中半导体激光器（LD）输出光功率稳定性对平直度测量精度的影响问题，设计了一款高稳定度的LD恒流驱动、温控电路以及保护电路。系统以现场可编程门阵列（FPGA）为控制核心，利用深度负反馈恒流驱动电路实现对LD驱动电流的精准控制；基于ADN8830温控电路实现了对LD工作温度的有效控制；改进后的慢启动电路可实现LD驱动电流缓慢地线性增加到设定值，且准确控制慢启动时间；限流及静电保护电路能够实现激光器过流保护、有效避免浪涌电流和高压静电的损坏。结果表明，该电路可实现激光器驱动电流在0~75 mA连续可调，电流调节精度达0.025 mA，电流短期稳定度达0.014%，长期稳定度达0.016%；在控制工作温度为25 ℃时，输出光功率稳定性为0.205%。

针对大口径离轴反射镜组件高面形精度、高可靠性和高稳定性支撑的要求，设计了一种中心筒支撑配合四点可自由加、解热锁辅助支撑的离轴反射镜新型复合支撑方案，热锁部件在力学试验和发射过程中锁紧，地面测试及在轨时释放，在保证面形的同时，有效提升了反射镜组件基频及抗力学性能，并在某空间遥感器706 mm×560 mm口径离轴反射镜组件研制中进行了验证，结果表明采用四点热锁辅助支撑的反射镜组件在加锁后动态性能优良，满足基频大于120 Hz、静载30 g条件下胶应力≤3 MPa的要求，且加锁前及解锁后面形均满足RMS优于λ/40 （λ=632.8 nm）的要求，验证了该设计的有效性。