为了实现光导开关以MHz重复频率运行，设计了通过延迟产生MHz序列重复频率触发光的分光系统。分光系统由多根类蜂窝状排布的光纤组成并分为数组，各组光纤长度不同以产生时间序列。进行了光纤分光系统的理论计算，设计了分组程序，获得了各根光纤的输出端能量占比，实现了光纤输出端的分组设计优化。计算结果表明：当分光系统半径与激光器焦斑之比增大时，分光系统效率增高，达到一定数值后，分光系统效率趋于稳定；当激光器焦斑大小不变时，光纤层数增大，分光系统效率变小；当触发光脉冲数不变时，在一定范围内，光纤层数增大，输出端激光能量的最大相对误差变小。实验结果表明：四脉冲10 MHz分光系统实现了周期为100 ns的4个光脉冲输出，输出端能量最大相对误差6.80%，系统效率为38.07%。

针对平面和凹面反射式光栅型光谱仪分光光路(SLP)，存在像差大、谱面平直度差和衍射效率不高等不足，设计了一套基于体相位全息透射式(VPHT)光栅的分光光路。在理论探讨的基础上通过数值仿真模拟了VPHT光栅的衍射效率情况；为了充分验证所设计光路的可行性，实验中通过光谱定标验证了光路的光谱分辨率优于2 nm，通过最小二乘线性拟合算法得到定标波长与对应探测像元的校准关系式，对635 nm 波长采用多次测量取平均值，测试结果表明波长绝对误差为0.37 nm，整个定标波长点的均方根误差(RMSE)为0.3 nm；另外，使用了多项式拟合算法建立了200~800 nm 光谱范围内的波长偏移量与对应衍射波长的关系式，能较好地解决分光光路中波长校正的问题。

通常测色分光光度计均由两个独立且完全相同的分光系统组成,为实现测色分光光度计小型化、轻量化,提出一种双光束分光系统设计.将传统的分光系统进行改进,使一个分光系统实现双光束分光系统的功能,用两个小狭缝代替一个狭缝,即可实现两束光谱同时探测.分析了双光束分光系统的工作原理及设计要求,设计了一个用于便携式测色分光光度计的分光系统.设计的Czerny-Turner结构双光束分光系统采用超环面成像镜,可以较好的校正像散,防止两束光谱串扰,两束光谱在探测器上完全没有重叠,光谱分辨率小于10 nm,谱面长度9.12 mm,体积仅为57 mm×54 mm×23 mm,满足设计指标要求.通过与相同设计指标的单光束分光系统比较得出,采用双光束分光系统的改进型测色分光光度计比传统的测色分光光度计减少了一整套分光系统,从而使体积大幅缩小.该方法特别适用于便携式测色分光光度计,也可适用于其他双光束分光光度计。

超高速光电分幅相机常用的8 棱锥分光方式在应用于平行光作为背景照明的纹影实验时,原理性的引起了图像的切割。为解决该问题,我们采用多组1:1 分光棱镜代替分光棱锥的空间分光方法来完成光学系统的设计,装调后的相机系统达到了较高的空间分辨率。用研制的超高速光电分幅相机进行了纹影实验,拍摄了脉冲高压作用下的直径Φ30 μm 的钨金属丝爆炸过程,实验结果显示由钨丝爆炸引起的空气冲击波明显,图像均匀完整,没有切割情况出现。研制的光电分幅相机已经在激光与物质相互作用等相关领域的实验中得到了很好的应用。

设计了一款由可见光波段的光纤布喇格光栅和光纤耦合器构建的全光纤转动拉曼激光雷达分光系统。 利用相位掩模板侧向成功刻写530 nm波段光纤布喇格光栅,并初步测试其透射谱和反射谱性能。为提高光纤光栅 中心波长与大气氮气分子转动拉曼谱线的匹配特性,利用悬臂梁设计高调谐灵敏度的调谐系统。实验结果表明, 成功研制的可见光波段光纤布喇格光栅反射率约为95%,带宽约为0.3 nm,应力调谐系统可实现±0.6 nm范围18 pm/r 的波长调谐。

基于光谱仪基本工作原理和光学设计理论, 以系统微型化、 且能满足一定光谱范围和分辨率要求为具体设计目标, 提出了基于平面衍射光栅分光的交叉式C-T结构的近红外微型光谱仪光学系统结构方案。 采用ZEMAX软件对近红外微型光谱仪的分光系统、 成像系统进行了优化设计与模拟分析。 最终设计与模拟分析结果表明, 该光学系统光谱范围为900～1 700 nm, 分辨率<10 nm, 谱面展宽为12.74 mm, F数为8.128 388, 系统体积为51.26 mm×41.81 mm×22 mm。

以小型化、高效率为目的, 提出了利用全反射原理, 采用复合棱镜结构, 通过适当选配光学材料, 实现在主被动复合成像雷达接收光学系统中对主、被动光束进行高效率分光的方案。根据技术指标要求完成了分光系统的设计, 该系统可以对主动成像光波波长850 nm, 全视场角3.5°, 被动成像光波中心波长9.7 μm, 全视场角6.9°的两束光进行高效率的分光, 计算结果表明, 对主被动光波分光效率的理论值都可以达到98%以上, 该方案还兼具结构稳定, 工艺简单, 易于工程实现的优点。该设计方案, 可以在主被动复合成像激光雷达接收系统中实现主被动共用孔径, 从而实现系统的小型化。

以几何光学的矩阵变换为基础,通过光线追迹的方法,对四象限分光的多透镜成像复杂光学系统进行仿真建模.由所得到的基本参数的关系曲线,优化确定系统的放大镜放大系数为20,分光镜离轴距离为3mm,系统出瞳直径1mm.对复杂光学系统参数的优化提供了新的思路和方法.

对声光可调谐滤光器(AOTF)及其分光系统的光学特性进行了实验研究，提出了提高衍射光谱纯度的有效方法，分析了正交双偏振方法和光电结合的调制解调方法，并以近红外区域水的吸收峰测量谱图为例，对几种分光系统的改进效果与傅里叶变换红外光谱仪的测量效果进行了对比验证。结果表明，两种方法均能有效地消除零级光的影响，但正交双偏振方法以牺牲光能利用率为代价，调制方法能够在不降低光能利用率的情况下提高AOTF分光系统的光谱分辨力和信噪比，并可以简化光路结构。

本文介绍一种新型棱镜分光系统,它应用变束棱镜角色散放大分光的原理,它比传统三棱镜分光的色散和分辨率高10～10~2倍。当用这种变束镜成对地组成分光系统时,在分光过程中,出射光与入射光方向间的偏转角保持不变。