准直光管角度分划示值一般用来校准小角度光学仪器, 在靶场试验中主要用于校准校靶镜、瞄准镜等火炮瞄准仪器, 其示值需要定期进行校准和溯源。提出了采用经纬仪对准直光管角度分划示值误差进行校准溯源的方法, 建立了测量模型, 进行了测量实验和不确定度分析评定。结果表明, 该方法满足量值溯源和传递要求。

为了确定凸面光栅成像光谱仪的光谱特性,需要对凸面光栅成像光谱仪进行光谱定标。基于单色准直光法设计了一套全视场光谱定标系统,引入球面镜提供准直光,采用一块可以自由滑动和转动的折转镜改变定标光线的入射角,实现了全谱段自动化光谱定标。运用光学设计软件CODEV对光谱定标系统进行了部分光学模拟,证明了整个系统的可靠性。结合光谱定标系统的结构和特点,对整个光谱定标系统进行了精度分析。理论分析结果表明,该系统的光谱定标精度优于1%。该定标系统具有体积小、通用性强等特点,可为其他成像光谱仪的光谱定标提供参考。

为了对PGP成像光谱仪所获得的光谱数据进行定量化分析, 需对PGP成像光谱仪进行光谱定标, 以获得各光谱通道的中心波长、 光谱分辨率及成像光谱仪的光谱弯曲等光谱特性信息。采用单色准直光法设计了一套全视场自动化的光谱定标系统, 系统中引入球面镜为待测的成像光谱仪光谱定标提供准直光, 通过可自动控制的折转镜改变定标入射光线的入射角, 以此实现待测成像光谱仪空间维不同视场的自动化光谱定标。运用该定标系统对PGP成像光谱仪进行光谱定标实验, 得到该成像光谱仪的光谱性能参数, 并结合定标系统的结构特点, 对实验的结果进行了精度分析。实验分析结果表明该系统对PGP成像光谱仪的中心波长定标精度达到0.1 nm, 光谱分辨率定标精度达到1.3%。该研究设计的全视场自动化光谱定标系统具有结构新颖紧凑、 通用性较强、 光谱定标精度较高等特点, 且由于自动化的控制, 避免了由于人为参与定标过程所带来的额外误差。该系统可用于实现PGP成像光谱仪及其他同类型成像光谱仪的光谱定标。

为了探索怀特池在不同特性光源条件下的性能,在使用虚拟仪器技术对怀特池反射光程进行仿真的基础上,研究了提高反射次数的一般规律和方法,同时特别研究了具有一定发散角的光束在怀特池中反射的模型,提出了光束直径及发散角与反射次数之间的关系,该关系可用于指导非激光光源的怀特池应用。仿真结果证明,光束直径和发散角越小,可达到的最高反射次数越多,实验也证明了这一点。

为了对自主研发的凸面光栅成像光谱仪进行光谱定标, 基于单色准直光定标法设计了一套由单色仪和平行光管组成的光谱定标系统。采用自行研制的光谱定标数据采集软件及数据处理软件对凸面光栅成像光谱仪进行了光谱定标及定标数据分析。定标结果显示：该定标系统结构紧凑、通用性强, 具有较高的定标精度, 其光谱范围大于400~800 nm, 光谱分辨率优于10 nm, 能够满足实际定标要求。

为了准确重建微小物体三维物场，采用理论分析与计算机模拟相结合的方法，研究了如何用准直光重建大数值孔径数字全息图，分析了用球面参考光波再现失效的原因，得到了位相重建的表达式；分析了由于记录距离和参考点源偏置的测量误差而导致位相重建像的畸变，作了计算机模拟验证。结果表明，对于强度重建，只要能够记录高质量的全息图，就可以得到准确的再现结果；而对于三维物场重建，只有准确测量记录距离和参考点源的偏置，才能得到准确的再现结果；由于距离的测量误差，导致再现光波场的位相分布出现了二次函数调制畸变，因此，实验过程中精确测量这两个参量是至关重要的。

提出一种新型的白光准直器, 它由梯度折射率光纤及光阑组成的微阵列构成。 在研究其准直原理及理论计算基础上, 讨论了材料和结构参数对准直特性的影响。 实验结果表明, 选择合适的参数, 可获得发散角小于±10°的近准直光, 该种准直器可满足扩展液晶显示器(LCD)视角对准直背光源的需求。