机载光电转塔系统轴系误差是影响随动跟踪和视轴指向精度的主要因素之一。为了分析轴系误差对精度的影响量值, 运用坐标变换的原理, 建立了机载光电转塔系统在方位和俯仰理想状态和在轴系误差状态随动跟踪的数学模型, 进行了数值计算与仿真分析。仿真特性曲线表明, 在不同随动角度下轴系误差对精度的影响是变化的。为了满足机载光电转塔系统高精度随动、视轴指向和高分辨率的探测和感知外部环境, 提出了消除误差和提高精度的解决方法, 可用于机载光电转塔系统的设计分析、误差控制和技术问题处理, 具有一定的实际工程应用参考价值。

为有效评估激光角度欺骗式、高重频欺骗式和高重频压制式3种有源干扰的干扰效果，以某过重力补偿比例制导导弹为研究对象，开展了3种有源干扰弹道仿真研究。重点建立了激光能量密度模型、激光大气透过率模型、比例导引头视场角关系模型、导引头能量跟踪模型、过重力补偿比例导引律生成模型和导弹控制律模型，结合导弹运动学与动力学方程将仿真系统构成闭环回路。而后，以干扰机布设方位、布设距离和干扰激光能量为仿真变量，实现了3种有源干扰的全弹道仿真。结果表明，侧向布设干扰机，适当增大干扰机的布设距离，增大干扰激光能量能增大脱靶量，可以取得较好的干扰效果。该仿真系统能够为光电对抗效能评估提供平台，为**装备的战术使用提供参考。

稀疏子孔径拼接检测是大口径、超大口径光学系统像质检测的主要方法之一，其拼接检测的精度与子孔径排列方式、数目以及大小密切相关。本文通过建立数学模型，推导出子孔径个数k 在1 到无穷区间取值，子孔径个数k 与填充因子M的关系曲线，从而得出在1.5 m 以下系统检测的最优的七个稀疏子孔径排列布局图，并通过Φ200 mm 自准干涉检验，验证了这种排列布局的合理性。

根据CO2 激光束加热材料的实际情况，建立了连续激光辐照材料的数学模型，并进行实验验证。结合实际的边界条件，采用微积分的数学处理方法推导出切割深度与激光参数的解析表达式，讨论了激光参数等因素对切割深度的影响。并且设计实验以验证理论模型，用Matlab 软件绘制各参数的关系图。结果表明：材料的切割深度受激光两个参数影响最大，激光功率与激光束移动速度。理论分析和试验结果表明切割深度随着切割速度的减小而增加，随着激光功率的增加而增大，并根据实验数据小幅修改了理论模型，该模型可对激光切割包装材料时在参数选择方面做指导。

从成像探测体制出发, 对过采样扫描系统的光学系统、电子学系统等模块分别进行了数学建模, 并对点目标和场景图像进行了仿真实验。仿真过程中提出了一种对有限图像大量分割代替连续图像的建模思想和方法, 在matlab环境中对源点目标图像和场景以及探测器扫描积分过程进行仿真, 并对过采样图像进行图像融合。仿真结果给出了不同过采样倍数以及点目标位于不同相位时的信噪比变化和信噪比随积分时间增长的变化曲线。仿真结果表明, 过采样探测系统融合后的图像虽然能够增大点目标在图像上的尺寸, 但融合后的图像会增大高频噪声, 造成检测概率降低, 虚警率增大。文章最后给出了利用小孔模拟点目标成像的实验, 进一步证实了仿真结果的正确性, 说明时空过采样系统并不适合用于点目标检测。

为了获得光纤复合海底电缆的应变与光单元应变的关系, 以便用分布式光纤传感技术准确测量海底电缆本体的应变分布。在分析海缆结构的基础上, 进行了海缆与光单元应变关系的数学建模和仿真。通过合理简化海缆结构, 建立了海缆的有限元模型, 进行了直线拉伸数值计算, 对比了数值计算结果和数学模型。结果表明, 数值计算结果与数学模型一致, 光单元应变与海缆应变满足线性关系, 且小于海缆应变值, 可以利用光单元应变推算海缆的应变, 这为基于分布式光纤应变测量的海缆状态监测提供了理论依据。

描述了一种离轴二反式激光扩束系统的数学建模方法。该方法可以在输入少数特定参数的情况下, 解算出整个扩束系统主工作面的各项参数。在MATLAB、EXCEL等具有计算功能软件的辅助下, 可以较方便地得到整个扩束系统工作面的初始结构。而且该方法还可以直接判断出初始结构是否符合系统装调需求。具有方法简便、计算快捷等特点。

空间薄膜反射镜由于其具有极低的面密度, 极高的体积包装效率、低的制造成本等优点, 在未来大口径空间光学系统中具有广泛的应用前景。主动面形控制是薄膜反射镜的关键技术之一。按作动器作动的位置不同, 对主动面形控制进行了分类, 分析了各种作动器的特点, 从数学建模和试验验证两个方面对边界作动的主动面形控制和面内作动的主动面形控制的研究进展进行了综述, 重点评述了面形控制的理论模拟方法、已有的面形控制试验设备及所验证的内容, 最后对主动面形控制的研究方向进行了展望。

双面抛光运动过程复杂, 对光学材料的加工有重要的影响, 运动轨迹分布不但影响加工效率, 而且影响加工工件的表面质量。通过分析双面抛光加工的运动过程, 建立双面抛光中任意一点相对于上抛光盘的运动轨迹的数学模型, 改变数学模型中的轨迹运动参数, 观察不同参数值对抛光轨迹分布的影响, 优化分析得出抛光轨迹分布最佳的运动参数值。研究结果表明, 工件在行星轮中的位置远离行星轮的回转中心, 行星轮与整个抛光盘半径比为0.3, 抛光盘与内齿轮的转速比在3～8倍之间, 内外齿轮的转速比在1～4倍的范围内, 获得的抛光轨迹最优。

波导式光学吸收腔在气体和液体浓度测量等领域有广泛的应用前景。吸收腔的有效光程与系统的灵敏度有直接的关系。提出了波导式吸收腔有效光程率的数学模型。从理论上分析了波导的内壁镀膜折射率和厚度、波导内径和弯曲以及输入光场能量分布等因素对波导式吸收腔有效光程率的影响。对提高系统灵敏度和测试系统的误差补偿提供了重要参考。计算结果与已经发表的实验数据有很好的一致性。