采用“位置+速度”传递对准方法,对机体结构变形、基准信息延迟两大因素影响天线相位中心(APC)处惯性测量单元(IMU)实时姿态精度的问题进行了仿真研究。明确了主、子惯导坐标系之间的转换关系; 获得了这两类因素对于传递对准后APC处子惯导实时姿态信息的影响规律。仿真表明: 该匹配算法不适用于机体动态挠曲变形幅值剧烈、变形频率高的情况; 此外, 基准信息延迟会严重影响“位置+速度”传递对准估计时间和精度性能。因此, 在上述两类因素影响严重时, 有必要采取结构变形补偿、延迟补救等措施。

针对由应变场变化和环境载荷等因素引起的结构变形问题,设计了一种基于光纤光栅传感网络的自由曲面结构状态感知系统,提出了基于布拉格光栅(FBG)阵列测试数据的三维曲面重建算法。 通过ANSYS对曲面结构加载不同状态载荷,仿真分析了其应变场分布规律,在100 N时其最大形变量为0.243 mm,并根据应力场分布特性确立了FBG阵列的位置。搭建了曲面位置偏移及三维应力场分布的测试系统。实验结果表明,Handyscan测量数据与实际测量数据的绝对误差均保持在0.026 mm之内,说明三维重构曲面可以很好地反映实际曲面受应力后的面形变化,其变形曲面重构的FBG各测量点数据与Handyscan测量数据的相对误差均保持在6.67%之内,平均相对误差均小于4.53%。所得结果验证了系统的可行性。该测试技术可用于飞行器结构健康监测中蒙皮面形偏差监测及应力场分析。

针对校正激光光束的快反镜使用过程中, 残余光束辐照到镜座后导致镜座结构变形, 对系统造成的不利影响, 围绕镜座结构设计开展了针对性的研究。对镜座结构从选材到结构布局进行了详细分析, 提出了采用铝材料镜座结构。对镜座中间光束最密集处采用镂空设计的方法, 进一步提出了镜座采用SiC材料的设计方向。对设计后的铝材料镂空镜座结构进行了热分析计算, 验证了设计方法的可行性, 为类似快反镜镜座结构设计提供了新的设计思路。

根据工程实践中大型结构三维角度变形的产生原因和测量需要, 对目前能实际应用到工程场合的光学小角度测量方法的研究现状进行了叙述和分析, 着重介绍了自准直法, 偏振光法、光源靶标法、莫尔条纹法、像形畸变法、摄影摄像测量法等, 对比各方法的特点, 探讨了光学三维角度变形测量技术面临的问题和未来的发展趋势。

为了解决运动载体（如车辆、船舶和飞机等）实时精密水平姿态测量的问题，基于液体自动水平原理，提出了采用“光学编码精密测角＋惯性同步复示平台＋水平误差检测工具”的水平姿态测量方案，并进行了码头船舶动态原理验证试验。结果表明，测量原理正确、有效、可行，试验设备与惯导设备的水平姿态的差分差值小于等于2.0″[均方根(RMS)值]。该方法可以为运动载体（例如各类军用**发射平台）实时提供高精度的水平姿态信息，并用于运动载体水平结构变形测量、惯导水平精度鉴定等。

极紫外光刻技术（EUVL）是半导体制造实现22 nm及其以下节点的下一代光刻技术。在曝光过程中，EUVL物镜的每一面反射镜吸收35%～40%的入射极紫外（EUV）能量，使反射镜发生热和结构变形，影响投影物镜系统的成像性能。基于数值孔径为0.3，满足22 nm技术节点的产业化EUV投影物镜，采用有限元分析(FEA)的方法研究反射镜变形分布，再将变形导入光学设计软件CODE V中，研究反射镜变形其对成像特性的影响。研究结果表明：当达到硅片的EUV能量为321 mW，产量为每小时100片时，反射镜最高升温9.77 ℃，通光孔径内的最大变形为5.89 nm；若采用相干因子0.5的部分相干光照明，变形对22 nm线宽产生6.956 nm的畸变和3.414%的线宽误差。

光子晶体光纤(PCF)具有很多特殊性质，这些性质强烈依赖其具体结构。由于光子晶体光纤制作过程复杂，容易造成各种变形，包括包层气孔的位置偏移或变形等，从而明显影响该光子晶体光纤的性能。选用商品保偏单模光子晶体光纤作为研究对象，改变了环绕中心石英芯的两个大空气孔之一的形状和尺寸。固定气孔尺寸和形状，改变其位置; 再固定其位置，改变一个大气孔的直径; 最后同时改变二者，分析其交叉影响。仿真结果显示当一个气孔变形或偏移后，光子晶体光纤的等效折射率、零色散波长、偏振拍长、导模模场形状等参数均发生变化，说明结构偏差对保偏光子晶体光纤性质有明显影响。