针对直升机光电系统激光照射精度评估问题,提出一种利用短波红外相机监测激光照射光斑实现计算照射精度的方法。利用合适像元尺寸、波段和灵敏度的红外探测器,合适焦距、视场角的镜头,3m×3m十字靶标和摄像机搭建测试环境,实现机载光电系统激光照射光斑摄像监测与数据记录。根据该监测设备摄取的激光光斑监测视频图像,应用数据处理方法解算出机载光电系统的激光照射精度,并在飞行试验中进行了应用,切实可行。

为了克服机体振动和气流扰动对三轴机载光电系统对准精度的影响，提出了一种模糊滑模鲁棒控制方法。首先根据坐标转换关系建立了三轴机载光电系统的数学模型，然后引入模糊算法准确估计干扰大小，并设计了模糊滑模鲁棒控制律，最后给出了稳定性分析，能够确保三轴机载光电系统对目标方位的高精度跟踪。仿真结果表明：提出的方法与分数阶控制方法相比，表现出了更优的控制效果，可在300 ms内稳定跟踪指令信号，最大干扰估计误差仅为0.2 N·m，且具有更高的控制精度，对俯仰角、滚转角和航向角的最大跟踪误差分别仅为0.5°、0.7°和0.4°，大幅提高了三轴机载光电系统的对准精度。

为了使船舶能够更加准确地入港和避免发生碰撞,提出了一种辅助船舶入港的发光二极管(LED)导航系统。该系统采用不同闪烁频率的3种颜色灯光对目标水域进行分区,使照射区域内的船舶可以通过灯光的颜色和频率来准确判定其位置和方向,进而辅助船舶快速准确地驶向目的地。为了实现该导航系统,设计了一种大功率LED的发射光学系统,通过矩形集光器和线性菲涅耳透镜使LED的出射光束为矩形;同时设计了控制光源闪烁的电路控制系统,通过单片机、数模转换器和放大电路实现对光源闪烁频率的调制,并根据设计的系统制作出样机,在木兰湖进行验证实验。实验结果表明:制作的光学系统样机与设计仿真结果吻合,出射光束在水平方向上的发散角为6°;所设计的导航系统利用颜色对目标水域分区,从而对区域内的船舶进行导航。

半导体量子点具有独特的光学与电学性质，特别是红外量子点良好的光稳定性和生物相容性等优点使其在光电器件、生物医学等领域受到广泛关注。综述了吸收或发射光谱位于红外波段的量子点在激光、能源、光电探测以及生物医学等方面的应用现状与前景，归纳了适用于红外量子点材料的制备方法，并对比了不同方法在应用中的优势。半导体红外量子点材料选择丰富、应用形式多样: InAs量子点被动锁模激光器在1.3 μm波长处产生7.3 GHz的近衍射极限脉冲输出；InAs/GaAs量子点双波长激光器可泵浦产生0.6 nW的THz波；PbS量子点掺杂光纤放大器可在1.53 μm中心波长处实现10.5 dB光增益，带宽160 nm；CdSeTe量子点敏化太阳能电池、异质结Si基量子点太阳能电池的总转换效率可达8%和14.8%；胶质HgTe量子点制成的量子点红外探测器(QDIP)可实现3 μm~5 μm中波红外探测，Ge/Si量子点可实现3 μm~7 μm红外探测；CdTe/ZnSe核壳量子点可用于检测DNA序列的损伤与突变。半导体红外量子点上述应用形式的发展，将进一步促进红外光电系统向高效、快速、大规模集成的方向演进，也将极大地促进临床医学中活体成像检测的应用推广。

针对驻车情况下光电桅杆系统的工作特殊环境，提出基于光电校正INS的光电桅杆方位角度修正方法。采用光电系统定时瞄准某一固定目标，获得参考方位角修正光电系统中惯性导航系统(INS)的方位角误差，然后采用该误差修正INS的方位角，实现抑制INS的方位角误差发散，提高长时间工作情况下光电系统方位角精度。实验表明，在桅杆摆动造成光电系统瞄准目标时的等效方位角误差为0.06°的情况下，以STIM300作为IMU的INS，采用提出的修正方案在60 min内的方位角误差为0.059°，而没有进行修正时在31 min内的误差发散到1.14°。

随动控制部件是某光电系统的核心部件，在简要分析了某光电系统的工作原理和随动控制部件的测试需求后，提出了随动控制部件检测平台的软、硬件设计方案。同时,为了验证检测平台中的模拟负载的机械结构可靠性和直流电机控制系统的准确性，采用了Adams和Matlab/Simulink对模拟负载中的俯仰、方位机构进行了联合仿真。整个检测平台的方案设计和模拟负载的仿真分析对后续平台的搭建提供了很好的理论依据。

综述了国外舰载直升机的发展历程及现状,重点阐述了光电系统在美海军“直升机作战概念”中的战术作用及作战任务.针对美军舰载直升机未来的主战光电系统多光谱目标成像系统,从传感器、视场、图像处理、协同作战等方面分析了舰载直升机光电系统的技术现状与发展趋势,传感器分辨率达到1 280像素×720像素,视场从大于40°覆盖至小于1°;采用共光路及二级稳定,稳定精度小于5 μrad;集成图像增强、融合和拼接功能后图像延迟小于1帧;地理定位精度提高至5 m(80 km目标).最后探讨了舰载直升机光电系统的发展重点与关键技术.

常用的差动型双通道光电系统对两路光电信号的处理在电路上要求有很好的一致性，否则会影响其精度和灵敏度，据此设计了一种能满足这种光电系统要求的检测电路。它由双对数放大器ADL5310完成光电流到电压信号的变换，输出两路独立的与光电流呈对数关系的电压信号；再由仪表放大器AD620对这两路电压信号进行求差，最终完成检测。经实验测试表明，所设计的电路是正确、可行的。该检测电路可接收3nA～3mA的大动态范围的光电流输入，带宽为120dB，在缓变光信息检测方面具有一定的普适性。

传统的单目标地理定位方法无法适应现代战场态势实时多变、目标数量多的情况。为了提高目标定位效率，在单目标地理定位的基础上，给出一种适用于机载光电侦察系统的半主动多目标定位算法。通过建立初始东北天坐标系、飞机东北天坐标系、飞机机轴坐标系、光电稳瞄坐标系和多目标投影坐标系，同时结合目标相对方位、俯仰角度，得到了一系列欧拉角坐标转换公式，可以同时计算出多个地面目标的经纬度。计算机仿真结果表明：该算法能够对同一视场内的多个目标同时进行定位，即具有多目标定位功能。由于像素偏差增加了坐标转换累积误差，次目标定位精度略低于主目标定位精度。