针对战场态势感知、环境污染监测以及应急减灾等领域对全天候、全天时遥感信息的应用需求，提出了一种可见光/红外一体化空间遥感成像方案，工作谱段覆盖可见光全色/多光谱、中波红外和长波红外，不同谱段的空间分辨率分别可达到为2 m/8 m、8 m和16 m，成像幅宽大于15 km。分析确定了光学系统技术指标参数，提出了可见光/红外共口径模块化光学系统设计方案，完成了各模块光学系统和整体光学系统的设计与分析。设计结果表明，各模块光学系统和整体光学系统的成像质量均接近衍射极限，各模块光学系统可进行单独装调和测试评价，有利于实现可见光/红外复杂光学系统的模块化研制，有效降低多谱段、多焦距、一体化复杂光学系统的研制难度和研制周期，具有较高的工程应用价值。

对激光偏振成像系统的散斑统计特性及其相应的散斑去除方法进行了理论和实验研究。运用穆勒矩阵法建立了该激光偏振成像系统散斑光强的概率分布模型。针对现代电荷耦合器件(CCD)的成像特点，通过比较散斑与像素的大小，将散斑分为两种情况进行研究，即小散斑和大散斑。得出散斑的归一化方差与像素成线性关系，均值不受像素的影响。进而提出了统一的散斑噪声概率模型，即改进的伽马分布模型。基于此模型，提出了改进的贝叶斯非局部滤波模型。通过处理真实的偏振图片，综合等效视数、边缘增强指数等指标，表明该算法比传统的散斑去除算法具有更好的散斑去除和边缘保持能力。

The seasonal variability of cirrus depolarization ratio and its altitude at the region of Beijing (39.93°N,116.43°E, the capital of China) are presented. From the results obtained from the cloud aerosol lidar and infrared pathfinder satellite observations lidar measurements, it appears that the values of depolarization ratio and altitude of cirrus are generally higher in autumn and summer than those in spring and winter, and the cirrus altitude is modulated by the height of tropopause. Additionally, the depolarization ratio tends to linearly vary with the increase of altitude and the decrease of temperature.

应用偏振光描述中的变换矩阵与群论的对应关系^[1]和相应的计算理论，讨论了与偏振光学系统中的Jones矩阵、Mueller矩阵相对应的SU（2）群、SO（3）群和Lorentz群的生成元问题，给出了用单位矩阵、Pauli自旋矩阵和稀疏矩阵分别作为无耗偏振光学系统中SU（2）群元（Jones矩阵）和SO（3）群元（Mueller矩阵）生成元以及部分损耗偏振光学系统中的幺模群（Jones矩阵）和Lorentz群（Mueller矩阵）生成元的具体形式；矩阵计算理论说明这些群元的生成元表示可以简化偏振光学系统的计算。

应用CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation)卫星数据,对大气中的气溶胶等目标进行了去偏振度计算及分析。结果表明,目标后向散射去偏振度信息,能够很好表征大气气溶胶的构成种类、目标特征、垂直高度分布等特性。气溶胶的去偏振特性,为大气气溶胶的特性与分布情况等研究提供了新的方法与定量化参考参数。CALIPSO数据研究方法和结果,对全球气候变化原因、大气污染、沙尘暴等研究有重要的参考价值。

应用共路外差干涉法分析了牛顿望远镜的偏振特性。根据菲涅耳定律求出了入射光s偏光和p－偏光入射到望远镜各点的反射率公式。给出了共路外差干涉法测量牛顿望远镜偏振特性的实验装置原理图。采用632．8nm的外差光源，分析了牛顿望远镜对s－偏光和p－偏光反射系数、相位差以及对入射光偏振度的影响，根据入射角度的不同绘制了相应的变化曲线。结果表明：镀有铝膜的牛顿望远镜对入射光偏振特性影响较小，s－偏光和p－偏光反射系数相差不到0．01，偏振度变化不超过0．07，适用于激光遥感偏振成像的接收系统。

提出一种改进激光偏振主动成像的实验方法，给出实验装置原理图，详细分析实验装置的成像原理。在分析目标Mueller矩阵测量方法的基础上，给出改进后激光偏振成像装置偏振度和强度的计算公式，从理论上证明了该方法的可行性。然后针对实验仪器的要求分析了实验装置存在的误差，以及Cassegrain望远镜对目标散射光的消偏现象。该方法与利用双旋转波片技术(DRRT)测量目标散射光的偏振度和强度相比可以降低对实验装置的精度要求，同时可以提高测量速度，不需要进行16次测量，只需1次就可以测量出目标散射光的偏振度和强度，进而得到偏振度和强度图像。

基于长周期光纤光栅能透射特定波长的性质，以及其无后向反射的优点，提出一种新型的长周期光纤光栅地震检波器系统。以长周期光纤光栅相位匹配条件为基础，逐步推导出长周期光纤光栅地震检波器的灵敏度公式。建立长周期光纤光栅地震检波器的力学模型，并推导出检波器系统的传递函数。通过实例仿真得到该长周期光纤光栅地震检波系统的幅频特性图，从而证明了长周期光纤光栅用于地震检波器的可行性。通过调整光纤长度、质量块质量、阻尼系数等参数而得到适合的频率特性和灵敏度，为将来提高该系统的性能指明了研究方向。

针对偏振度编码成像在目标探测识别中的优点,本文分析了偏振探测的消偏振机理,以及表面散射和体散射对目标偏振度的影响。利用808nm半导体激光器照明,目标的后向散射光由卡塞格林望远镜接收,经过偏振分光棱镜成像在两个CCD上,通过一次测量获得偏振状态相互垂直的两幅图像,然后计算出目标的强度和偏振度,分别利用强度和偏振度编码成像。实验结果表明,在目标的反射率相近时,强度图像不能区分不同材料的目标,偏振度图像可以区分,融合强度和偏振度图像进行HSI伪彩色编码,可以达到目标探测、分类等目的。