本文提出了均匀偏振cosh-Pearcey-Gauss 光束，其主要由双曲余弦函数(n, Ω)和偏振相关角度(α,δ)所调制。基于矢量角谱法和稳相法，研究了该光束的远场坡印廷矢量、自旋角动量和轨道角动量。研究结果表明：较大的双曲余弦函数值能将远场坡印廷矢量、自旋角动量和轨道角动量分割成多瓣抛物线结构。虽然左旋和右旋椭圆偏振不能影响整个光束结构，但却可通过调节TE和TM项的左半边和右半边的分布权重，进而分辨出光束的远场坡印廷矢量和角动量分布。本文结果对信息存储与偏振成像技术领域有着潜在的应用价值。

热压印技术是实现高性能玻璃微光学元件低成本绿色制造的有效途径，但是，由于加热冷却周期较长，温度均匀性不高，其制造效率和成型质量被限制。因此，有必要开发高温快速均匀加热模块，实现高效高质热压印成型。首先，基于氮化硅陶瓷加热片设计制造加热模块，搭建加热测试平台，实现加热模块表面温度分布的实时监测；然后，开展恒电压加热重复性测试，评估实验结果的可靠性；接着，建立和修正加热模块恒电压加热有限元仿真模型，并结合有限元仿真模型和正交试验法对加热模块结构进行优化，以提高加热速率和温度均匀性。实验结果表明：优化后的加热模块不仅加热速率快，而且温度分布均匀。进行180 s恒电压加热测试时，加热模块的升温速率可达363 ℃/min，表面温差为10.7 ℃。对加热模块进行700 ℃控温加热时，实测温度曲线与设定温度曲线基本一致，温度波动在0.3 ℃以内，尤其中心20 mm×30 mm区域的温差在2 ℃左右。最后，将高温快速均匀加热模块集成于热压印装置，实现了N-BK7玻璃微结构阵列的高效率高质量热压印成型。

为了分析和研究Cosh-Pearcey-Gaussian涡旋 (CPeGV)光束的传播特性，通过皮尔斯积分式得到了CPeGV光束传播的一般表达式，推导出CPeGV光束在单轴晶体中传播的解析式。详细研究了CPeGV光束在单轴晶体中传播时的纵向和横向坡印廷矢量和角动量密度(AMD)。探讨了双曲余弦参数、拓扑电荷和传播距离对CPeGV光束传播特性的影响。研究结果表明：与PeG光束相比，CPeGV光束的调制自由度更高。较大的双曲余弦调制参数可以控制能量沿横向坡印廷矢量方向传递，从而不仅可以改变能量分布也可以使AMD峰值变大。在远场，CPeGV光束的纵向坡印廷矢量随着双曲余弦参数的增大会从抛物线形状分离为四个波瓣的分布形状。而拓扑电荷会影响远场抛物线形状中暗区的数量。本文研究将有助于更好地理解 CPeGV光束在单轴晶体中的传播特性，并有助于信息传输和存储的应用。

高分七号卫星是国内首个亚米级双线阵立体成像卫星，同时配有两套激光测高仪和激光足印相机，可同期获取多源遥感数据。文中采用高分七号卫星获取的多源遥感数据进行平面和高程精度优化，利用激光测高数据对立体影像密集匹配的DSM进行偏度、中值、线性和二阶多项式模型和高程优化评估，利用足印影像对DOM进行一阶仿射变换方法和平面优化评估，并利用外业控制点对无控平面高程、激光高程优化、足印-激光平面高程优化、外业-激光平面高程优化等不同优化模型的结果进行精度评估。实验结果表明，利用激光测高数据可明显优化DSM高程精度，无控DSM高程误差平均值为−4.268 m，中误差为4.518 m，经过中值模型优化后的DSM高程误差平均值提升为−0.272 m，中误差提升为1.508 m，经过线性模型优化后的DSM高程误差平均值提升为−0.320 m，中误差提升为1.351 m；利用足印影像可改善DOM的平面精度，平面误差平均值从13.606 m提升到5.341 m，中误差从13.626 m提升到5.495 m。

针对纳米压印过程中压印胶填充率低导致图案转移质量不佳，压印力过大损坏模板表面形貌等问题，提出一种基于压电驱动低频、低幅的振动辅助纳米压印方法制备光栅结构。在压印时施加横向一维振动，减小纳米压印过程中所需的压印力，提高压印胶对模板空腔的填充率。为研究双面光栅薄膜的周期变化对透射率的影响规律，运用时域有限差分法在波长500~1 500 nm范围内对不同周期参数的双面光栅结构进行仿真分析，得到周期参数变化对透射率的影响规律。在研制的振动装置上进行振动辅助纳米压印实验，并对制备出的双面光栅结构进行表面形貌表征以及透射率检测。实验结果表明，与无振动纳米压印技术相比，压印胶填充率显著提高，并改善了图案转移质量，减少大面积表面缺陷。在波长500~1 500 nm范围内，涂覆振动辅助纳米压印制备的双面光栅薄膜的SiO₂比传统纳米压印制备的双面光栅薄膜的SiO₂平均透射率提高4%，较无薄膜的SiO₂平均透射率提高6%。