激光导引头测试系统是对激光导引头进行参数标定及性能测试的专用测试设备，其性能和精度决定了导引头的品质。为了提高某激光导引头测试系统的性能，抑制时变周期干扰对测试系统的影响，提出一种基于位置域的迭代学习控制方法。通过对不同转速下干扰成分的时域/位置域频谱分析，得到时变周期干扰具有角位置定周期的特征，基于迭代学习的思想提出一种位置域的迭代学习控制结构，依据算法的收敛性条件和滤波器的相位延迟特性，给出控制参数的整定准则和相位补偿方法，并对其应用效果进行了实验验证。在最大转速指令下的实验表明，采用位置域迭代学习控制方法后，角位置稳态跟踪精度提高了65.8%，在此基础上，对位置域迭代周期进行修正，角位置稳态跟踪精度进一步提高了61.5%。

热敏电阻型红外探测器是红外地球敏感器的核心元件, 其质量决定整个卫星姿态测量精度。热敏电阻型红外探测器元件制造过程工艺复杂, 技术难点大。由于该类器件的失效主要表现为噪声失效, 因此, 需要研究新的噪声测试方法来剔除失效器件。针对以锰钴镍氧化物作为灵敏元的红外探测器的特点, 在分析其噪声模型的基础上, 研究了不同偏压下噪声测试方法, 并提出了相应测试系统的设计方案。通过测试验证, 该系统本底噪声小于100 nV/Hz1/2,测试精度也满足要求, 可以利用该测试方法进一步剔除存在疑点的探测器, 提高红外探测器筛选有效性。该系统将为热敏电阻型红外探测器不同偏压下噪声筛选提供实验平台, 并为进一步分析和研究不同偏压下噪声变化机理的研究奠定了基础。

相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜, 搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳定性影响;针对测试过程繁琐和测试时间长的问题, 在基于现有不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,采用ActiveX控件与动态链接库技术,研制了一套相对光谱响应自动测试系统,降低时间 非稳定性影响,提高测量精度和效率。采用多角度偏振成像仪490 nm和865 nm偏振通道作为应用案例,开展了相对光谱响应的整机测试实验。实验结果 表明多角度偏振成像仪中心波长测量极差值与带宽均值的比值精度在0.11%以内,满足响应非一致性优于0.6%的定标要求。

基于风洞实验平台,利用研发的片状激光CCD浓度测试系统结合数值模拟,研究不同屋顶形状对街道峡谷内线源污染物扩散分布的影响。结果表明,采用的浓度测试系统可以在不影响流场的情况下清晰再现街道峡谷内部污染物分布的特征,并且测试结果与数值仿真结果有较好的一致性。当迎风建筑屋顶低于背风建筑屋顶时,街谷内为一顺时针主涡,污染物主要聚集在街谷背风侧;迎风建筑屋顶高于背风建筑时,街谷内形成顺时针旋涡在上、逆时针旋涡在下的两个耦合旋涡,此时污染物在街谷迎风侧聚集。

为了掌握微通道板探测器的X射线脉冲信号观测能力, 利用X射线脉冲星地面实验装置, 开展了长时间的不同流强和不同背景噪声强度下的微通道板探测器脉冲信号探测实验, 并建立了一套X射线探测器脉冲观测能力评估方法, 推导出基于光子计时模式下X射线探测器的脉冲信号信噪比、脉冲轮廓相似度、脉冲到达时间精度和最小可探测功率的关系表达式.实验中, 利用面积20 cm2的微通道板探测器开展了8组10 000 s的实验, 采集到有效观测数据, 然后搜索最佳脉冲周期, 重构观测脉冲轮廓, 估计脉冲轮廓特征参数.实验表明, 微通道板探测器具备良好的X射线脉冲信号观测与恢复能力, 在较弱脉冲信号强度(光子流量密度为0.05 ph/cm2/s)和较强背景噪声(背景噪声强度是脉冲信号的16倍)下获取观测脉冲轮廓的信噪比、相似度、脉冲到达时间观测精度分别为35.73、88.38%、51.53 μs和64.89、89.72%、29.24 μs, 验证了微通道板探测器具备一定的暗弱X射线脉冲星观测能力, 且微通道板探测器的脉冲探测能力随着脉冲信号强度增加、背景噪声强度减弱、累积观测时间增加而提升.

针对投线仪传统检测方法存在占地面积大、检测效率低下、检测精度低等缺点,设计了一套基于平行光管测角及机器视觉测量的激光投线仪自动检测系统。系统由9根平行光管及面阵CMOS相机组成,能同时检测3根垂线及1根水平线。实验结果表明,相比于传统人工检测,本系统检测精度优于5″;操作简单,检测效率高,单台仪器检测时间小于20 s;同时采用了平行光管-CMOS相机图像测量系统,使得系统占地面积小于4m2。为了便于定位激光线中心,对采集到的图像进行了预处理,提取激光线中心采用灰度重心法的亚像素定位技术。

设计了一种通用型数字鱼眼镜头检测系统, 由照明系统、检测标板、等效平行平板系统和球幕组成。照明系统内部设有平面反光镜、柱体蝇眼透镜阵列、准直物镜, 起到了缩小系统体积, 提高光能利用率和照明均匀性, 以及实现照明光斑大小尺寸可调的作用。其球幕内壁刻有角度分划尺, 用于测量被测镜头的视场角。测试系统的照明视场范围为φ8.1 mm～φ36.3 mm, 照度均匀度达到91%, 光通量大于5 000 lm, 且大小可调。检测系统可实现对芯片尺寸为0.55″～1.55″的1DLP、3DLP、3LCD、3LCOS的各种类型的数字投影或放映鱼眼镜头的像方视场角、分辨率、彩色还原性能、色差等性能和放映效果进行测试, 降低了检测成本, 通用性强。

提出了光电图像传感器辐照效应参数测试需要解决的问题, 简述了光电图像传感器参数测试国际标准(EMVA1288)的原理和要求, 建立了基于EMVA1288国际标准的光电图像传感器辐照效应测试系统, 并进行了辐照试验验证。验证试验表明: 该系统能对光电图像传感器辐照前后的时域、空域和光谱类参数进行测试, 较好地解决了光电图像传感器辐照效应测试难题, 如测试效率、数据可比对、兼容和拓展性等, 具有较好的推广应用前景。

为了科学地筛选极紫外光刻机所用的材料和工艺，需要建立极紫外辐照损伤测试系统、开展真空极紫外辐照下各种材料的损伤实验。极紫外辐照损伤测试系统主要包括极紫外光源、收集镜腔室和样品腔室。对极紫外辐照损伤测试系统进行了光学仿真，得到了像面在焦点处、像面离焦、收集镜平移、收集镜旋转等情况下的仿真结果。仿真结果表明：该极紫外辐照损伤测试系统焦深约为±3 mm；当像面上光斑半峰全宽基本不变时收集镜允许最大平移距离为±1.2 mm、允许最大转动转角为±0.08°；当收集镜小角度旋转时，像面上光斑沿单一方向平移，且平移距离和旋转角度成比例关系。该仿真研究对搭建极紫外辐照损伤测试系统、进行极紫外辐照损伤测试具有重要指导意义。

近年来，多种自由立体显示技术的实现手段如视差壁障、柱状透镜、多层投影技术等被提出。虽然其市场产品众多，然而，对于自由立体显示的效果测试方法和评价指标方面的研究现仍处于起步阶段，如何有效地判断自由立体显示技术的效果优劣，评价显示设备的质量，是自由立体显示技术发展的关键问题之一。本文首先论述了自由立体显示的常规测试方法，包括主观测试、客观测试、统计测试3类，进而对几种最新的基于亮度分析的典型自由立体显示效果测法和指标进行了技术分析;最后总结了自由立体显示测试的发展方向，指出其会向主观与客观测试结合，仿生人类视觉的信息采集、信息处理方向发展，以使对其显示效果的测试更全面，结果更接近人的真实感受。