为有效评估激光角度欺骗式、高重频欺骗式和高重频压制式3种有源干扰的干扰效果，以某过重力补偿比例制导导弹为研究对象，开展了3种有源干扰弹道仿真研究。重点建立了激光能量密度模型、激光大气透过率模型、比例导引头视场角关系模型、导引头能量跟踪模型、过重力补偿比例导引律生成模型和导弹控制律模型，结合导弹运动学与动力学方程将仿真系统构成闭环回路。而后，以干扰机布设方位、布设距离和干扰激光能量为仿真变量，实现了3种有源干扰的全弹道仿真。结果表明，侧向布设干扰机，适当增大干扰机的布设距离，增大干扰激光能量能增大脱靶量，可以取得较好的干扰效果。该仿真系统能够为光电对抗效能评估提供平台，为**装备的战术使用提供参考。

稀疏子孔径拼接检测是大口径、超大口径光学系统像质检测的主要方法之一，其拼接检测的精度与子孔径排列方式、数目以及大小密切相关。本文通过建立数学模型，推导出子孔径个数k 在1 到无穷区间取值，子孔径个数k 与填充因子M的关系曲线，从而得出在1.5 m 以下系统检测的最优的七个稀疏子孔径排列布局图，并通过Φ200 mm 自准干涉检验，验证了这种排列布局的合理性。

根据CO2 激光束加热材料的实际情况，建立了连续激光辐照材料的数学模型，并进行实验验证。结合实际的边界条件，采用微积分的数学处理方法推导出切割深度与激光参数的解析表达式，讨论了激光参数等因素对切割深度的影响。并且设计实验以验证理论模型，用Matlab 软件绘制各参数的关系图。结果表明：材料的切割深度受激光两个参数影响最大，激光功率与激光束移动速度。理论分析和试验结果表明切割深度随着切割速度的减小而增加，随着激光功率的增加而增大，并根据实验数据小幅修改了理论模型，该模型可对激光切割包装材料时在参数选择方面做指导。

利用杂质和劣质粮食与优质粮食的近红外吸收光谱不同的特性, 根据光谱中反映测试成分的特征波段的差异对粮食进行光学分选.在光谱进入传感器之前经过滤光片对多个测试波段进行过滤, 降低噪音的影响.本文针对光学筛选系统中核心部件双通道带通滤光片进行研制, 从膜系设计理论出发, 采用了Smith法结合膜系设计软件设计了以周期膜系和非周期膜系相结合的双通道带通滤光膜系, 利用电子束蒸发和离子辅助沉积的方法进行制备并通过数学建模分析, 减小了实验误差对光谱的影响.在1 200 nm和1 450 nm波段得到平均透射率大于97%, 1 000~1 130 nm和1 570~2 000 nm波段平均透射率小于1%的滤光膜, 通过系统测试, 满足使用要求.

从成像探测体制出发, 对过采样扫描系统的光学系统、电子学系统等模块分别进行了数学建模, 并对点目标和场景图像进行了仿真实验。仿真过程中提出了一种对有限图像大量分割代替连续图像的建模思想和方法, 在matlab环境中对源点目标图像和场景以及探测器扫描积分过程进行仿真, 并对过采样图像进行图像融合。仿真结果给出了不同过采样倍数以及点目标位于不同相位时的信噪比变化和信噪比随积分时间增长的变化曲线。仿真结果表明, 过采样探测系统融合后的图像虽然能够增大点目标在图像上的尺寸, 但融合后的图像会增大高频噪声, 造成检测概率降低, 虚警率增大。文章最后给出了利用小孔模拟点目标成像的实验, 进一步证实了仿真结果的正确性, 说明时空过采样系统并不适合用于点目标检测。

为了获得光纤复合海底电缆的应变与光单元应变的关系, 以便用分布式光纤传感技术准确测量海底电缆本体的应变分布。在分析海缆结构的基础上, 进行了海缆与光单元应变关系的数学建模和仿真。通过合理简化海缆结构, 建立了海缆的有限元模型, 进行了直线拉伸数值计算, 对比了数值计算结果和数学模型。结果表明, 数值计算结果与数学模型一致, 光单元应变与海缆应变满足线性关系, 且小于海缆应变值, 可以利用光单元应变推算海缆的应变, 这为基于分布式光纤应变测量的海缆状态监测提供了理论依据。

描述了一种离轴二反式激光扩束系统的数学建模方法。该方法可以在输入少数特定参数的情况下, 解算出整个扩束系统主工作面的各项参数。在MATLAB、EXCEL等具有计算功能软件的辅助下, 可以较方便地得到整个扩束系统工作面的初始结构。而且该方法还可以直接判断出初始结构是否符合系统装调需求。具有方法简便、计算快捷等特点。

波导式光学吸收腔在气体和液体浓度测量等领域有广泛的应用前景。吸收腔的有效光程与系统的灵敏度有直接的关系。提出了波导式吸收腔有效光程率的数学模型。从理论上分析了波导的内壁镀膜折射率和厚度、波导内径和弯曲以及输入光场能量分布等因素对波导式吸收腔有效光程率的影响。对提高系统灵敏度和测试系统的误差补偿提供了重要参考。计算结果与已经发表的实验数据有很好的一致性。

静态目标模拟器专用于飞行器视觉空间定位相机的标定,在模拟环境中为相机提供准确的模拟目标,而目标靶作为目标模拟器的核心组件其精度决定了相机的标定水平。构建目标靶标定环境下的理论模型,通过对目标靶Z 向变形量h 与两点位置精度Δδ'ij 的几何关系推导,确定了满足相机标定精度的h 值。以计算结果为目标参数,应用Ansys 软件对目标靶进行结构优化,并给出了最优结果,最后采用优化参数再建模得到了目标靶标定条件下h=5.5 μm 小于理论值14 μm,验证了对目标靶结构优化的正确性。