近红外光谱分析技术在航空航天、 生物医药、 环境检测、 食品安全等众多领域均有广泛应用。 高性能、 微型化、 低成本近红外光谱仪是制约基于近红外连续光谱分析的微小型检测装备发展的主要瓶颈, 是当前光谱仪发展的主要研究方向。 提出了一种基于微光机电系统(Micro-optical electro-mechanical system, MOEMS)集成扫描光栅微镜和改进型非对称式切尼-特纳(Czerny-Turner, C-T)光学结构的微型近红外光谱仪系统结构, 分析了光谱仪系统和集成扫描光栅微镜的工作原理, 基于光栅相关参数和光谱仪性能指标要求确定了集成扫描光栅微镜最大扫描角度。 分析了改进型非对称式C-T初始光学结构像差, 基于ZEMAX光学设计平台完成了光谱仪光学系统的仿真和优化设计, 确定了系统关键参数。 仿真分析了平凸柱面透镜对改进型非对称式C-T光学结构系统分辨率、 检测灵敏度等性能参数的影响。 基于仿真优化结果, 完成了微型近红外光谱仪机械结构设计、 加工与装调, 搭建实验平台完成了光谱仪相关性能参数测试。 结果表明, 设计的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T光学结构的微型近红外光谱仪, 采用重庆大学自主研发的谐振频率为677.1 Hz的MOEMS集成扫描光栅微镜来实现同步扫描和分光, 0.8 ms时间内即可完成一次波长范围800～1 800 nm的光谱测量, 光谱准确性与国外品牌光谱仪比较无明显差异, 光谱整体分辨率半峰全宽（FWHM）≤11 nm, 波长稳定性≤±1 nm; 基于平凸柱面透镜的光学结构设计可将探测输出光强值提高15%以上, 可有效提高光谱测量的灵敏度; 同时, 经过平凸透镜二次聚焦后的光斑尺寸更小, 可选用感光面积小、 截至频率大的单管探测器实现光谱探测, 可降低系统成本、 抑制外部光噪声, 满足扫描频率较高的扫描光栅式光谱仪的光谱分辨率需求。 因此, 提出的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的近红外光谱仪满足高性能、 微型化和低成本的光谱仪发展需求。

由于采用发光二极管(LED)制作显示薄膜, 所以可以改善常规显示屏有缝拼接, 刷新频率低, 应用场合相对窄的缺点, 如果显示薄膜的衬底材料为聚碳酸酯(PI)薄膜, 薄膜后的印刷电路板(PCB)也做成柔性的, 那么显示屏就是柔性LED显示屏了, 可以应用到更多的场合。显示屏的核心设计是显示薄膜的设计, 此设计制作的柔性显示薄膜, 要求像素间距为1 mm, 折弯半径小于10 cm。最后采用lighttools专业软件进行仿真分析, 并进行了一系列具体实验, 测出这种像素间距为1 mm的样品折弯半径为3.1 cm, 可以看出: 实验结果和仿真分析有较大吻合性 , 说明这种设计有充分的可行性。

太阳模拟器作为一种重要的试验设备，广泛应用于空间技术、航空航天及太阳能产业等领域。在太阳模拟器的发展中，光源发光二极管(LED)的加入对其性能的增强起到了重要作用。介绍了太阳模拟器发展的背景，论述了LED作为其光源的优点和价值。列举了针对太阳模拟器性能评测的各项标准，逐个介绍并进行对比。叙述了国内外具有代表性的LED太阳模拟器结构、控制及光学设计，从光谱匹配度、辐照不均匀度、辐照不稳定度等方面进行分析比较。总结了LED太阳模拟器的研发重点和发展趋势。

自适应光学系统在高分辨力成像望远镜中发挥了重要作用。自适应光学系统对于望远镜系统中的低阶像差几乎可以完全校正，但是会牺牲变形镜的校正行程量；对于中高阶像差，自适应光学系统不能完全校正，如何减小高阶残余误差是望远镜系统设计需要考虑的问题之一。本文首先分析了望远镜光学结构中的主镜结构、次镜遮拦、次镜支撑筋、主次镜装调和光学加工等静态和准静态像差情况，然后分析了这些因素如何影响自适应光学校正能力，最后给出了对望远镜光学结构的要求。

设计了一种基于实时双光路校准的分光测色仪结构, 在现有双光路设计中加入校准光源对主光路和辅助光路进行实时双光路校准.构建算法对由温度变化引起的传感器响应效率变化进行修正, 并设计实验在不同温度下对仪器采样稳定性进行评价.实验表明, 采用了实时双光路校正仪器的工作温度从10℃变化至30℃后, 测量数据稳定性标准偏差小于等于0.03, 最大偏差小于等于0.04, 相对于现有技术方案有显著改善.

对国际上已完成的光学/红外天文望远镜进行了回顾和总结，详细论述分析了正在研制建设的下一代天文望远镜，主要包括科学目的、光学结构、搭载仪器、性能参数等。重点对下一代天文望远镜的光学设计/口径、站址/轨道进行了总结归纳，其在地基/天基协作观测、器件模块化通用化、观测结果大数据分享等方面展示了自身的技术特点和发展趋势。借鉴国外经验，结合我国实际情况可形成自身优势特色领域。同时在长期规划制定、开放民间资本等方面提出几点思考和建议。

对国际上已完成的光学/红外天文望远镜进行了回顾和总结，详细论述了正在研制建设的下一代天文望远镜，主要包括科学目的、光学结构、搭载仪器、性能参数等。分析了下一代天文望远镜的技术特点、发展趋势。借鉴国外在计划制定、工程应用等方面的经验，结合中国实际提出几点思考和建议。

引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预言,引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。以引力波探测为基础的引力波天文学是一门新兴的交叉科学,是对传统电磁辐射天文学的巨大拓展与补充。作为一种大型的精密光学仪器并作为引力波天文学研究的关键设备,激光干涉仪引力波探测器已在世界各地蓬勃发展起来,开辟了引力波探测的新时代。给出了激光干涉仪引力波探侧器的工作原理和基本光学结构,讨论了主要的性能参数,分析了光学镜的结构特点及测量方法。

当前荧光分子层析(FMT)技术因假设背景光学结构均匀而导致其灵敏度、定量性和空间分辨率等主要指标与实际应用要求存在一定的差距，而基于区域标识的“粗粒度”扩散光学层析成像（区域DOT）重建算法在目标体结构先验信息的支持以及光学特性分区均匀性自然假设下能够有效获取目标体的光学结构，展开了提高FMT技术成像灵敏度的稳态测量模式下区域DOT/FMT混合成像方法的研究。数值模拟中以含有区域标记的光学数字鼠模型为背景，分别在已知数字鼠精确光学结构、利用区域DOT重建算法获取的数字鼠光学结构以及假设数字鼠各区域光学参数均匀三种背景情况下基于FMT技术重建荧光产率图像，并利用简化的仿体模型进行实验验证。结果表明，该区域DOT/FMT混合成像方法使FMT技术成像灵敏度有了显著提高，荧光产率图像具有更好的定位及量化精度。

基于光学中一种特殊的胶接模型, 设计一种新的实验方案研究恒温下低应力光学结构胶固化过程中内应力随时间的变化, 实验利用电测原理, 通过监测固化过程中被粘物体 (钢片)中心点的变形, 反推胶的固化性质。本文先从理论上分析结构胶固化过程的规律, 然后选取两种低应力光学结构胶 3140RTV和 UV295进行为期一周的测试, 并对实验曲线进行了分析。此外, 通过对实验模型做一些理论上的假设, 并结合有限元软件计算结构胶残余应力对钢片的影响, 进而比较出两种结构胶性能的好坏, 该计算结果和实验曲线分析进一步阐述了实验设计的目的及意义。