为了实现新真空太阳望远镜(NVST)多波段图像0.1″精度的视场匹配,提出了针孔光阑视场定标的方法,并在NVST光球[TiO(705.8 nm)]通道和色球[Hα(656.28 nm)]通道上进行了实验分析。采用11×11点阵的针孔阵列光阑,对两通道视场之间的旋转、放缩和平移关系进行了定标。通过仿射变换实现两通道太阳图像的高精度视场匹配,精度可达0.031″。虽然匹配残差在整个视场内(约为2')存在不均匀性,视场边缘最大残差为0.076″。定标参数的数值会随着光学平台位置的变化而改变,造成了0.05″的视场匹配差异,但这些匹配差异都在分辨率要求的精度之内。对TiO通道和Hα通道实测数据的分析也证明了上述方法的精度估计。

对太阳大气进行大视场高分辨力光学成像观测是开展太阳物理、空间天气等基础与应用研究的重要前提。对于地基太阳望远镜而言，为了消除地球大气湍流对光学系统的影响，自适应光学是高分辨力成像观测必备的技术手段，与此同时，为了突破大气非等晕性对传统自适应光学校正视场的限制，近年来多层共轭自适应光学技术等大视场自适应光学得到极大发展。本文首先梳理国外太阳自适应光学系统研制情况，重点介绍国内太阳自适应光学技术发展及应用情况，并进一步介绍了后续大视场太阳自适应光学技术发展情况以及目前所取得的成果。

对将运行于日-地L1点的太阳观测器进行了热设计, 重点论述了日-地L1点的轨道外热流计算和Lyman α日冕仪(LACI)反射镜M2光阱、Lyman α日冕成像仪(LADI)滤光片组件、CCD组件、电箱、观测器主体等部分的热设计方案。通过在探测器对日面设置集热板, 将观测器的主动加热功耗降低了73%; 选用预埋热管的设计方案解决了对日定向观测导致的框架温差问题。仿真分析结果表明, 在对日高温工作、对日低温工作、低温存储、轨道转移等4个极端工况下, 观测器各组件温度均满足指标要求。该热设计方案以较低的加热功耗, 解决了太阳观测器在轨工作阶段的散热、轨道转移阶段的保温等问题, 满足CCD焦面工作温度＜-50 ℃的要求。

为了能够全面评价掠入射光学系统的成像质量，基于像差理论和傅里叶光学原理，使用Matlab 编程语言编写了针对掠入射系统的像质评价程序，并利用此程序结合ZEMAX 软件对用于太阳观测的Wolter I 型和双曲面-双曲面(H-H)型掠入射系统的成像质量做了详细的分析。结果表明，该像质评价程序能够计算不同口径和焦距的掠入射系统在不同视场，不同工作波长时的点扩散函数、能量集中度、线扩散函数和调制传递函数，对掠入射系统的设计和优化具有指导作用。

由于双折射滤光器型太阳磁场望远镜中滤光器的研制质量直接影响透过带，进而影响太阳磁场的测量，本文对影响双折射滤光器透过带漂移的各种误差因素进行了分析。通过计算机编程，完全模拟了光线轨迹，精确分析了多种误差项对双折射滤光器透过带的影响。给出了引起透过带漂移、展宽、极大值和极小值变化的主要误差项。分析表明，入射角、晶体光轴倾角误差、晶体厚度误差和1/4波片光轴方位角误差影响透过带漂移；只有晶体光轴方位角误差影响透过带宽，当误差为2°时，透过带展宽了0.078%；宽视场1/2波片光轴方位角误差对极大值的影响最明显，当误差为2°时，极大值减小了0.487%；晶体光轴方位角误差、宽视场1/2波片延迟误差和1/4波片光轴方位角误差对极小值都有不同程度的影响。

从单轴晶体的双折射性质出发,应用光线追迹方法,研究了滤光器系统中光的传播规律.将光线的传播方向、相位信息和振动状态用入射角、入射光方位角和晶体参最表示出来,结合偏振光的干涉原理,辅以计算机编程,分析了多种误差源对透过带形状的影响.通过与Evans离轴效应公式的对比,得到0.7%的最大相对误差,从而验证了本文方法的正确性,为滤光器的研制提供了可靠依据.