电润湿液体透镜是一种可以通过改变两端加载电压从而改变自身光焦度，而不需要改变光学间隔的一种透镜。基于液体透镜所设计的变焦光学系统可以大大减少传统机械变焦光学系统的复杂度。基于康宁 A39 液体透镜，利用 ZEMAX 仿真，在 20 D 的光焦度变化范围内设计了一款焦距变化为 16~32 mm，视场角变化为 32°~16.36°，变倍比为 2，短焦 F 数为 6.3，长焦 F 数为 12.8，且最大口径不超过 10 mm 的小型二元单液体透镜变焦光学系统。实验结果表明，该系统成像质量良好，在工业镜头等领域有广泛的应用前景。

海洋是丰富的资源宝库, 对海洋资源的开发和利用尤为重要。水空跨介质探测、通信、水下目标确定等技术一直是相关工作者关注的热点, 同时也是技术难题。声波作为一种机械波, 是水中良好的传播载体, 因此通过提取水下声波信息进行水空跨介质探测及通信不失为一种好方法, 但目前仍缺少完整的水下声信号传播模型及试验基础。本文提出一种基于有限元方法的水下声信号产生水面波纹振动的仿真模型, 并运用激光多普勒测振技术对水面波纹进行检测, 通过试验与仿真两种方式均能在水面以上精准得到水下声波信息。在相同水下声信号参数的条件下, 试验与仿真得到的水面波纹振幅大小一致, 验证了激光多普勒测振技术用于获取水下声波信息的可行性及所建立仿真模型的正确性, 为实现水空跨介质探测及通信的突破提供了试验基础及理论依据。

在多平面全息图的设计过程中，为了减小各平面之间的相互串扰，本文提出了一种改进的加权迭代多平面全息图生成方法，使用权值约束来减少各平面之间的相互影响，从而提高多平面全息显示的质量。通过对全息图的约束控制，可以使各平面的目标强度分布更均匀，并且在不降低计算速度的前提下，该方法相比于未进行约束控制时相当或具有更高的重建质量。为了验证结果，使用了相同和不同的目标图像，对6个离散平面的多平面全息图进行了数值模拟与实验验证。本文为高质量的多平面全息显示提供了一种新方法。

针对液晶空间光调制器（LC-SLM）全息再现结果受零级衍射光斑和本身黑栅效应影响，导致再现像光能利用率低和均匀性较差的问题，本文提出一种利用数字闪耀光栅对再现像进行偏离并结合全息再现域模型的相位补偿法，有效提高了再现像的均匀性。其主要原理为：在设计的相位全息图上加载一定周期的数字闪耀光栅后，根据再现区域的光强分布情况反推出补偿量，并将其和原物光波进行合成，重新计算相位全息图实现对再现结果的调整，在避免了零级衍射光斑影响的同时，提高了全息像的再现效果。通过对相位补偿量进行优化计算和仿真验证，并搭建全息再现光路，将补偿计算后的相位加载到空间光调制器（SLM）上进行再现实验验证和测试，实验结果表明，补偿后的再现像均匀性提高为原来的2倍，且光能利用率也有一定的提高。研究结果表明，本文所提出的再现域模型相位补偿法能有效提高SLM全息再现像的均匀性和光能利用率。因此该方法对基于SLM的全息再现或光场调控质量的提高具有一定的应用价值。

为了使空间光调制器实时产生大景深的再现像, 运用GS算法计算出不同参数下的全息图。通过计算全息重建算法仿真得到不同傅里叶全息图下的再现像。在无傅里叶变换透镜的情况下, 利用计算机将不同参数下的傅里叶全息图输出到空间光调制器, 通过分析二维实时动态显示的再现像表明, 当傅里叶全息图的采样点数为1 024×768, 采样间隔为18 μm时, 再现像景深为275 cm, 该参数下再现像景深最大; 通过分析不同参数的傅里叶全息图再现像, 实验结果表明相位图像元尺寸越小再现像景深越大, 并且在相同参数下有傅里叶变换透镜时的再现像景深小于无傅里叶变换透镜时的再现像景深。

对微扫描成像技术的研究现状进行了分析, 建立了红外成像系统模型, 分析了微扫描成像技术的技术原理, 对其超分辨能力理论仿真分析, 并通过实际红外微扫描成像系统对超分辨率效果进行验证, 并对成像结果进行了分析和评价。

分析了激光欺骗干扰技术原理, 以激光指示信号模拟器、激光导引头解码模拟器和激光欺骗干扰处理器组成激光欺骗干扰信号级仿真平台; 设计的导引头解码模拟器具有波门内多脉冲鉴别能力, 这一功能具有一定的前瞻性;研制的激光欺骗干扰处理器具有输出同步式脉冲组干扰信号的能力, 增加了导引头解码的难度, 提高了激光欺骗干扰成功率; 通过信号级仿真试验, 验证激光欺骗干扰的某一种信号模式的有效性。建立激光欺骗干扰信号级仿真平台, 对于深入开展激光欺骗干扰技术研究具有重要意义。

在光电探测领域,偏振特性能够有效反演物体表面材料特性、物体表面三维形貌信息,因此备受关注。而利用漫反射偏振特性求解三维形貌时,物体表面法线的天顶角信息与偏振度一一对应,使得其在复杂光照场景中应用广泛。结合物体表面反射光波的类型及其偏振特性模型,系统分析了漫反射偏振三维成像技术的原理,并对漫反射偏振三维成像技术现有的研究进展以及对该技术现有基础与未来发展方向进行了详细阐述。

超分辨率重建, 就是从单帧或者序列低分辨率图像中, 估计出接近原始高分辨率图像的过程。首先介绍了微扫描超分技术原理, 给出了四幅通过微扫描超分相机拍摄的低分辨率图像, 之后介绍了基于序列图像重建的超分辨率重建算法POCS(凸集投影法, projections onto convex set, 简称POCS), 给出了算法的重构图像及细节对比。