电离层空间环境复杂，紫外波段辐射能量微弱，如何抑制远紫外高光谱成像仪杂散光是研究远紫外电离层高光谱载荷的重要环节。依据系统技术要求，给出单超环面光栅型高光谱成像仪杂散光抑制方法，首先分析杂散光的主要来源和传播路径，利用UG软件设计消杂光结构，使用LightTools软件仿真不同视场和不同光栅衍射级次下接收面的能量响应，评估杂散光抑制效果。结果表明：视场外杂散光能量和视场内光线能量量级相差10^-5~10^-7，光栅非工作衍射级次光线能量和工作级次能量量级相差10^-6~10^-8，中心波长处光谱杂光系数为0.9975%，所提方法满足空间远紫外高光谱遥感指标要求。

利用全息光刻开展了808 nm腔面光栅半导体激光器腔面膜系制备, 制备与表征了单管芯器件, 单管芯器件条宽100 μm, 腔长2 mm, 输出中心波长807.32 nm, 光谱半宽为0.36 nm, 15～45 ℃温度范围内波长随温度的漂移系数为0.072 nm/℃, 室温单管芯最大连续输出功率达到2.8 W, 阈值电流为0.49 A, 斜率效率为1.05 W/A。测试结果表明808 nm腔面光栅半导体激光器实现了单纵模输出。

基于光束耦合分析了光波导端面光栅衍射原理。飞秒激光刻写一维正弦光栅并测量衍射光的强度, 测量结果与仿真实验基本一致。利用Matlab编程仿真研究了分布不同、排列有序的折射率正弦变化二维光栅的波束整形等效果。为刻写不同折射率变化图案控制衍射光的衍射强度与衍射方向提供了理论依据。

高精度角度测量装置是保证旋转设备精度和性能的关键，广泛应用于测量跟踪仪器中，特别是对于大尺寸坐标测量仪器，测角相比于测距是制约坐标测量精度的瓶颈。在精密一维轴系平台上，采用高精度柱面光栅及四个读数头构建测角装置，对传感器本身、安装及轴系跳动等误差因素对测角精度的影响进行了详细分析。基于角度测量标准器具校准角度测量误差，对误差数据进行谐波分析。基于遗传算法提出了一种参数优化方法，建立误差补偿模型，对测角误差进行了补偿。实验结果显示，补偿后柱面光栅测角误差减少为±0.7″，证明了误差补偿算法的有效性，显著地提高了角度测量精度。

结合小型紫外光谱仪器设计原理对紫外成像光谱仪进行了研究。 以离轴抛物镜为望远镜, 超环面光栅为成像光谱系统设计了系统方案; 该光学系统的优化设计就是对超环面光栅的参数设计。 分析了光栅的光程函数和像差方程, 总结了单超环面光栅结构的完善聚焦条件和完善成像条件; 这两种条件无法在代数计算下得到完善代数解, 限制了光谱仪的工作波段和视场, 引入遗传算法解决了这个问题。 以一工作波段为200~280 nm的日盲紫外成像光谱仪为例对设计理论进行验证, 根据优化理论计算了初始结构最优解并进行光线追迹模拟, 成功得到了F数为5.7, 焦距为102 mm, 全视场全波段调制传递函数值在奈奎斯特频率(20 lp·mm-1)下大于0.65的高分辨率成像光谱仪光学系统。 设计结果表明这种光学系统设计理论适用于小型宽波段高分辨率紫外成像光谱仪。

根据高层大气遥感的应用要求，设计了一个全反射式的远紫外高光谱成像仪光学系统，该系统由扫描镜、离轴抛物面望远镜和超环面光栅光谱仪组成。提出了一种凹面超环面光栅光谱仪像差校正方法，根据凹面光栅的几何像差理论求解初始结构参数，然后利用光学设计软件Zemax进行优化，完成了超环面光栅光谱仪的设计，在工作波段内，点列图半径的方均根均小于16 μm，实现了宽波段像差同时校正，满足光谱分辨率0.6 nm的指标要求，也证明了提出的像差校正方法是可行的。运用光学设计软件Zemax对远紫外高光谱成像仪光学系统进行了光线追迹，并对设计结果进行了分析，分析结果表明，各波长的光学传递函数均达到0.8以上，完全满足设计指标要求，且结构紧凑，适合空间遥感应用。

在极紫外波段对太阳进行超光谱成像观测是研究太阳上层大气， 日冕中等离子物理特性的重要手段。 依据太阳极紫外成像光谱仪的应用， 结合国内外极紫外成像光谱仪发展现状， 制定了太阳极紫外成像光谱仪的性能指标。 通过比较各种光学结构的优缺点， 选择望远镜与光谱仪组合的结构。 讨论并选择了可用的基本元器件， 望远系统采用离轴抛物面反射镜， 分光器件为高密度超环面等间距光栅。 设计出符合指标的光学系统。 最后给出了太阳极紫外成像光谱仪的设计过程、 详细参数与结果。 光学系统的工作波段为17.0～21.0 nm， 视场是1 228″×1 024″， 空间分辨率达到0.8 arcsec·pixel-1， 光谱分辨率约为0.001 98 nm·pixel-1， 系统总长度约为2.8 m。

为完善国内星载电离层成像光谱仪研究，设计了一种适用于120~180 nm波段探测的光学系统。根据探测目标特点，结合国外方案提出了以离轴抛物镜为物镜，超环面光栅为成像光谱系统的方案；为解决传统单光栅结构像差校正不均匀、空间分辨率低等缺点，结合光栅表面方程和光程函数方程进行了理论分析，获得了全波段像差纠正的处理方法；利用Matlab编程计算初始结构，并用Zemax设计优化，成功得到了F数为6.8，焦距为102.3 mm，具有良好空间分辨率和高光谱分辨率的星载电离层成像光谱仪系统。通过对结果进行分析可知，全系统的像差得到充分校正，全视场全波段调制传递函数值在0.7以上，光谱分辨率0.56 nm，满足设计指标要求，设计方法和设计结果合理可行。

A method to reduce crosstalk in multi-view autostereoscopic three-dimensional (3D) displays based on the lenticular sheet is proposed. Correcting the luminance values of each parallax image displayed on the display screen is employed. We analyze the causes of crosstalk. We deduce the formulas of crosstalk reduction according to the relationship between crosstalk coefficients of each parallax image observed through the lenticular sheet, luminance values of each parallax image displayed on the display screen, and luminance values of each parallax image observed through the lenticular sheet at each viewing position. Experimental results verify the effectiveness of the proposed method.