发光二极管(LED)发射光谱窄限制了差分吸收光谱反演波段, 难以实现多种气体的同时测量。 采用光纤束组合两种紫外LED形成组合式LED宽带光源, 应用于DOAS系统实现大气SO2和O3的同步探测。 光谱分析显示两种LED灯谱在280～295 nm处发生叠加, 275～301 nm有明显的灯结构。 该灯结构会随着双峰光强比增加而增强, 同时向短波方向漂移。 实际测量时, 外界环境改变会引起两个LED光谱各自独立变化, 且二者发射光谱波段内大气消光存在差异。 这将导致大气吸收光谱的双峰光强比不断变化, 且与灯谱不一致, 二者相除难以抵消灯结构。 光谱反演结果显示宽带光源灯结构为参考谱参与拟合无法较好地扣除干扰。 为扣除测量时LED光谱独立变化对光谱反演的影响, 提出采用各LED独立灯结构作为参考谱参与拟合, 结果显示SO2和O3拟合残差分别由1%、 6‰降低至4‰左右, 扣除效果较好。 该方法与避开干扰结构相比, 拓宽了SO2和O3的反演波段, SO2和O3吸收峰分别增加了1.75倍和1倍, 平均拟合误差分别降低了67.5%和37.3%, 测量精度明显提高。 SO2和O3测量结果与同时段同地区的传统氙灯长光程DOAS系统比较, 结果显示二者保持较高一致性, 相关性系数R高于95%。 结果表明DOAS反演时组合式LED宽带光源灯结构可以通过各LED独立的灯结构来拟合扣除。

通用宽带换能器(含低频到高频)一般是将不同类型的换能器进行组合使用，单个换能器独立设计再组合成阵，其综合体积及质量均大，且安装后其性能指标受影响(如换能器开角变小等)。该文在分析当前国内外宽带换能器研究现状基础上，结合小型遥控无人潜水器(ROV)搭载探测需求，提出具体设计指标要求。将复合棒换能器与数个压电陶瓷圆环进行开放式一体化组合设计，在满足小型ROV安装要求的基础上，实现了发射3～100 kHz、接收1～100 kHz的超宽频带覆盖范围，且开角不小于70°。水池及湖上实航实验结果表明，研制的换能器与仿真设计相符，实航测量结果与国内外相关结论一致性较好，具有广泛的工程实用价值。

机载光电雷达随着使用频次的增加,其探测距离会与出厂时的指标产生严重偏差。为此,分析了机载光电雷达的工作原理,以及光电雷达的最大探测距离受目标辐射强度、大气条件、光学系统等影响;根据光电雷达的探测原理,提出了新型便携式光电雷达测试系统的设计思路,利用黑体和特制平行光管模拟无穷远目标红外辐射强度,将衰减片与步进电机、传动齿轮结合来模拟不同的大气条件,最终确定其样机,并完成了红外衰减片的计量测试;阐明了新型便携式光电雷达测试系统的使用方法及测试结果。该测试系统便于携带,测试效率较高,适用于极端恶劣的环境条件,并可推广至各种类型的红外探测系统的性能测试中。

研究了一种基于旋转激光经纬仪三维空间定位网络的组合式激光三维扫描系统。旋转激光经纬仪定位系统的空间定位结合激光经纬仪前方空间角度交会和 GPS空间定位原理，实现并行测量多个光电传感器空间坐标。在此基础上，设计了一种组合式激光三维扫描系统，通过三个光电传感器坐标确定激光测头的空间测量位姿，实现了一种适用于现场测量便携式三维扫描系统。研制的组合式三维激光扫描装置对多个物体进行扫描获取物体表面特征点云数据，得到了较好效果。

针对组合式片状放大器(MSA)只能进行被动热恢复的现状,研究了放大器中各关键单元器件的热恢复时序。结果表明,抽运结束后,钕玻璃和隔板玻璃之间的热传递存在交互变化的特点,在隔板玻璃升温之前采用主动冷却可消除钕玻璃主要热源。提出了采用延时全腔水冷的设计,从而在不影响放大器效率的基础上实现了主动热恢复,并就典型放大器给出了延时参数。

在明确线结构光三角测量法原理的基础上，针对目前面形测量系统测量功能的单一性，设计了一种集旋转测量和移动测量于一体的面形测量系统。在系统结构设计中，系统参数，包括激光器和CCD之间的基线距离L、工作距离D、测量角α、透镜焦距f和CCD自身的参数对系统测量分辨率和测量范围有直接影响。在分析了这些参数之间的关系的基础上，对系统进行了优化设计和工作参数的确定。

利用俄罗斯2×1×3组合式片状放大器对国产N31新型磷酸盐激光玻璃和俄罗斯激光玻璃的增益特性进行了对比性实验研究,在相同的抽运条件下,得到了国产N31新型磷酸盐激光玻璃增益能力比俄罗斯激光玻璃高83.4%的实验结果.

提出并设计了一种不同尺寸的方形单元组成的衍射光学阵列器件,其外形逼近于圆形,以产生平顶、陡边、小旁瓣的焦斑光强分布。对输入圆形光束有较大的填充因子,充分利用了光能。在设计上将二维简化为一维,且加工简单。基于爬山法和模拟退火法相结合的混合算法,设计了器件的位相分布。模拟计算结果表明了这种方法的有效性。