激光粒度仪是基于静态光散射原理测量颗粒粒径的一类光学仪器。为了研究激光粒度仪的测量下限和分辨力，定义了能测量0~π范围内散射光的激光粒度仪理想光学模型，并基于采样定律研究了理想模型下的最优探测器密度系数。实验结果表明，在散射光能分布丢失的容忍极限为0.1%时，理想模型的最优探测器密度系数为1.0905。在0.5%的噪声强度下，理想模型的测量下限为40 nm，对粒径为100、200、300 nm颗粒的分辨力分别为50.5%、67.3%、75.0%。用搭建的理想模型实验装置对聚苯乙烯标准微球进行了测量，结果表明，该实验装置的测量下限可达50 nm，对粒径为100、200、300 nm颗粒的分辨力分别为50.0%、55.7%、75.0%。

衍射光栅光谱仪和法布里珀罗(FP)干涉仪是两类非常典型和重要的光谱仪器。从波动光学的角度看, 光栅衍射和FP干涉都可看成是多波列的相干叠加。由于波列之间存在光程差, 光的相干长度限制着同时参与相干叠加的最大波列数。针对现有理论将光栅衍射和FP干涉同时参与相干叠加的最大波列数分别定为透光狭缝总数和无穷大的情况, 分别引入有效透光狭缝数和有效透射光光束数来说明光的相干长度对衍射光栅光谱仪和FP干涉仪这两类光谱仪器分辨本领的影响。

视网膜成像质量的下降会减弱视力等视觉功能, 直接影响人们的日常生活。人眼像差是影响其像质的主要因素, 为了提高视网膜像质, 常用自适应光学矫正人眼像差, 以获得接近衍射极限的分辨力或理想像质。矫正波前像差的过程需要以分辨力或像质的评价作为依据。其评价方法大致分为基于瞳孔面和成像面两种, 这两种方法主要表征成像系统的分辨力, 但不能直观和定量地评价像质。而基于成像面的光学传递函数(OTF)法需要借助曲线面积等才能定量地评价像质, 且不同空间频率的像质不同。为此, 计算携带人眼像差的OTF, 以此模拟人眼成像过程, 直观地表征了像质变化。并重新定义均方根误差和相关系数, 分析人眼像差对它们的影响, 量化地反映各项像差矫正前后的像质变化。

激光等离子体相互作用高分辨硬X射线光谱的测量通常采用柱面透射弯晶谱仪实现。利用几何光学模型对柱面透射弯晶谱仪的关键技术参数进行了理论计算和数值模拟，给出了谱仪弯晶曲率半径、光源到晶体的距离、光源尺寸和探测器的位置等因素对谱仪测谱范围和分辨能力的影响情况，分析了光谱分辨水平随能点的变化。分析结果表明：晶体曲率半径对测谱范围和谱分辨能力影响大，在光源尺寸较小时，随着探测器与罗兰圆距离的增加，谱线之间距离增加的速度大于光谱线宽增加的速度，使得分辨能力增加。

分析了基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪(FTIR—Fourier transform infrared spectrometer)中扩展光源对光谱复原的影响, 计算了干涉强度与光源立体角之间的关系。 分析表明, 扩展光源存在的立体角导致系统的相干长度变短, 光谱分辨率降低。 当扩展光源的立体角小于0.001时, 系统的分辨率接近理论设计值。 减小光源尺寸会降低系统的光通量。 因此, 需要在设计中结合系统信噪比的要求, 选取合适尺寸的扩展光源。

分辨力和信噪比是像增强型CCD成像系统的两个最主要的参量.为了分析CCD相机分辨力对像增强型CCD成像系统分辨力的影响，本文分别用一个高分辨力像增强型CCD相机和一个普通分辨力CCD相机分别与相同的中继透镜、像增强器和前置镜头耦合，得到一套高分辨力像增强型CCD实验样机和一套对比像增强型CCD实验样机；在不同照度下测量了两套实验样机的分辨力和信噪比，实验结果分析表明：当照度高于1.84×10－3 lx时，像增强型CCD成像系统分辨力受器件分辨力和信噪比共同影响，高分辨力像增强型CCD实验样机分辨力要高于对比像增强型CCD实验样机分辨力.当照度低于1.84×10－3 lx时，像增强型CCD成像系统分辨力主要受器件信噪比的影响，高分辨力像增强型CCD实验样机与对比像增强型CCD实验样机分辨力相当.

根据计算机模拟和实际拍摄的离焦模糊标准分辨力靶标图像,对提出的离焦模糊图像超分辨力盲复原算法进行了分析研究,对比了超分辨力盲复原算法与几种典型复原算法的效果,以及在不同离焦模糊半径下该算法的复原效果。实验结果表明,该算法对深度离焦模糊图像具有较明显的复原效果,复原图像相比较于模糊图像分辨力提高1倍; 显著改善了标准分辨力靶标图像的可分辨组块。可分辨组块可以定量地描述复原算法对图像分辨力的改善程度。该算法已经应用到实际工作当中,并获得了较好的效果。

基于夫琅禾费衍射理论,推导了平行光入射变栅距光栅后衍射光强的角度分布。计算了变栅距光栅参数相同,入射光斑宽度分别为5 mm和10 mm时,衍射光的分布特点和变栅距光栅参数不同,入射光斑宽度为10 mm时,衍射光的分布特点。实验验证了不同入射光斑宽度对光纤式变栅距光栅位移传感器分辨率的影响。结果表明:基于变栅距光栅的衍射特点,入射光斑直径的大小是影响传感器分辨率的一个重要因素。

The elliptical bent crystal spectrometer (EBCS) is coupled to X-ray CCD, and a set of system called focusing spectrometer has been developed. Optimization calculation indicates that the EBCS will allow a large measuring spectral range (0.133～0.756 nm) with crystals of practical dimensions and for a working distance of 981.56 mm to the source and have a spectral resolving power (λ/Δλ) better than 1000 as well as high signal-noise-ratio. X-ray spectrum from the laser-produced plasma has first been measured by the EBCS in the “ShenGuang Ⅱ” Facility. Some ion-like spectral lines were identified and classified. The measured energy resolution of spectrograph was also given. Such emission of resonance line, satellite line inter-combination line of like ions, and Lyman alpha line is useful for establishing the spatial distribution of electron temperature and ions density maps.

对椭圆型聚焦晶体谱仪配X射线CCD相机的X射线谱测量系统进行了优化设计。优化设计后的椭圆型聚焦晶体谱仪系统的工作距离981.56 mm和摄谱范围0.133～0.756 nm,并具有很好的谱分辨本领(λ/Δλ≥1000)和信噪比。新设计的椭圆型聚焦晶体谱仪首次在“神光Ⅱ”X光激光靶室上成功地获得了激光等离子体谱线信息并辨认和归类了一些离子的谱线,同时还给出了实验测定的谱仪能量分辨率。其中一些离子谱线诸如类离子共振线、伴线、互组合线和Ly-α线谱可为下一步诊断激光等离子体的电子温度和离子密度的空间分布轮廓打下了坚实基础。