为了形成带宽窄、品质因数Q高、选择性好的同轴布喇格反射器，提出一种倒圆锥型双重正弦同轴结构设计。基于耦合模式理论，在普通正弦槽结构的基础上，叠加刻蚀周期较小的辅助正弦分布，在导体内外壁上增加倒锥度，形成倒圆锥型双重正弦同轴布喇格结构。通过FORTRAN软件仿真得出，与普通正弦槽相比，倒圆锥型双重正弦同轴布喇格结构的工作模式和竞争模式的带宽更窄，品质因数Q得到提高，残余旁瓣现象得到抑制。同时，竞争模式的中心谐振频率点远离工作模式，带隙重叠进一步分离，频率选择性得到提高。该结构设计简单，方法合理，可以更好地分离工作模式和竞争模式，构建高品质因数Q、高功率的单一高次模谐振腔。

正弦结构光场普遍应用于精密光学的三维测量,其正弦性直接或间接影响三维测量的精度。根据正弦条纹的周期性和对称性等几何特征,以计算机产生的标准正弦条纹单个周期作为编码对象,提出一种“S”型路径误差扩散的二元编码方法。整个正弦结构光模板通过周期性复制编码单元来实现,再通过高分辨率光刻技术加工制作在镀铬玻璃基板表面上。模板调制照明光源后,表征二元编码特征的高频信息直接被投影光学系统滤波,而表征正弦条纹信息的低频信息得以保留,从而实现正弦结构光场。最后建立光学系统的光学传递特性模型,对其固有的低通滤波机制进行解释。通过计算机模拟和实验进行验证,结果表明提出的正弦结构光场编码方法和制作工艺具有可行性。

为了提高多通道光栅扫描光谱仪的波长定标精度,在介绍传统单通道光栅光谱仪线性波长扫描原理的基础上,分析并推导了多通道光谱仪中,共用光栅轴装调误差导致的光谱仪输出波长与丝杠移动距离的理论非线性公式。利用该非线性公式作为波长定标公式对风云三号太阳辐照度光谱仪原理样机进行波长定标,结果表明:传统线性公式的定标精度为0.08 nm,利用波长非线性公式可将波长定标精度提高到0.03 nm,满足仪器的波长定标精度,验证了多通道光栅扫描光谱仪波长非线性关系的准确性。

结合均匀光栅在受到非均匀应变时会产生啁啾效应的原理, 提出了一种利用正弦结构将均匀光栅调制成啁啾光栅的方法。 设计了正弦结构的基底材料, 将光纤光栅粘贴在基底材料的应变非均匀区, 通过施加拉伸载荷将其产生的应变引入FBG栅区, 使得FBG产生了啁啾效应, FBG被调制成具有多个反射峰和宽带宽的啁啾光栅; 使用有限元软件对正弦结构拉伸载荷下的应变进行了仿真, 得到了正弦结构不同位置的应变云图; 实验结果在位移载荷最大为8 mm时, 得到了带宽增加5倍, 反射谱具有多个反射峰的啁啾光栅; 结合传输矩阵法对啁啾光栅的反射谱进行光谱仿真重构, 仿真光谱与实验光谱趋势基本吻合。