非球面反射镜通常使用零位补偿器配合干涉仪进行面形检测，因此零位补偿器的加工和装配精度直接决定了检测结果的可靠性。提出一种具备良好通用性的基于计算全息片（CGH）的补偿器误差标定方法。以一块Φ856 mm、f/1.54的双曲面反射镜作为待测非球面镜，首先设计反射式CGH，运用光线追迹法得到CGH的相位函数，使其引入的球差与待测非球面主镜的法线像差相同，再由ZEMAX仿真计算验证该设计的正确性，并根据相位函数加工出主全息。在同一块玻璃基片上设计和加工对准全息带用于标定光路的调整。实验结果表明，所制作的CGH标定零位补偿器的精度达到λ/80。可见对于大口径、快焦比的凹非球面反射镜，所提方法仍然适用，因此可用于指导多数正轴非球面镜的零位补偿器标定。

悬浮显示技术是一种非常具有发展前景的显示技术,它可以将图像显示在空中,给观看者带来沉浸感和临场感的体验。目前国内悬浮3D显示技术研究还处于初级阶段。文章提出基于集成成像的悬浮3D显示系统,系统由集成成像3D显示器、半透半反镜和逆反光膜组成; 分析了集成成像3D显示的工作原理和逆反光膜的悬浮显示原理。将集成成像3D显示技术与基于逆反光膜的悬浮显示技术相结合,集成成像3D显示器发出的光线经过半透半反镜的反射到达逆反光膜,逆反光膜将光线以入射的角度进行反射并重建出3D图像,在实现3D图像悬浮显示的同时也解决了集成成像3D图像深度反转的问题,但是3D图像的亮度被大幅度的降低。系统为悬浮3D显示提供新的理论依据,为解决集成成像3D图像深度反转提供新的方法。

为了检测极大口径望远镜非球面离轴子镜的面形精度，设计一种通用的干涉检测光路。综合利用透射式和衍射式补偿器的优点，设计消球差单透镜和计算全息片共同对非球面度进行补偿。对于大口径、批量化的离轴非球面镜，搭建一个检验光路，检测不同离轴量的子镜时只需更换计算全息片，最大程度上节约成本。设计结果表明对于顶点曲率半径60 m、二次常数K=-1.000954、母镜口径Φ30 m、子镜口径Φ1.5 m、离轴量分别为2.5、8、14.5 m 的子镜，均可以在一种光路结构中实现高精度零位检测。

参考光源是辐射定标系统中的关键设备之一。近年来不同光谱分辨率、不同工作方式光电探测器的发展，需要参考光源在具备稳定性、均匀性等基本特性的同时，能够实现光谱匹配、大动态范围调节和宽波段精细扫描等新的功能。结合以LED为发光单元的可调光谱参考光源和利用宽调谐激光器的单色面光源技术，介绍了新型参考光源的设计、主要性能和部分前期的应用效果。新型参考光源可以与近年发展起来的基于探测器的标准传递技术相结合，在保障和提高绝对定标精度的同时，满足特定的定标技术要求。

自行研制的外部导入宽可调谐激光的积分球光源中为了提高光辐射场的均匀性和稳定性，采用球内旋转漫射板方法去除激光相干性产生的散斑。为了定量评价退相干效果和漫射板旋转速率之间的关系，使用响应度均匀性经过校正的CCD 对积分球出口成像，计算不同积分时间、不同转速条件下的散斑对比度。实验结果表明，漫射板只需在很低的速率下旋转就能完全去除散斑噪声。漫射板不旋转时，散斑对比度约为30%；散斑完全去除时，对比度降为5%。

利用自行研制的光谱辐亮度响应度定标系统对CIMEL CE318的天空散射通道进行绝对定标,对于无偏675,870和1020 nm和三个偏振870 nm通道合成标准不确定度优于1%。对于同一台太阳辐射计,定标系数与NASA的相对偏差在±1.4%以内,说明了定标结果的可靠性。

为了满足光谱辐射遥感器的定标需求,研制了一种新型的外部导入激光的积分球辐射源。这种积分球辐射源不仅完全满足辐亮度响应度定标对定标光源的要求,而且可以对高光谱、超光谱仪器的光谱辐射响应度进行精细扫描。通过导入单波长激光对积分球辐射源的基本辐射特性进行了研究,测试结果表明,这种积分球辐射源的辐亮度非稳定性在0.5 h内为0.09%;平面非均匀性在积分球出口中心Φ63 mm内为0.16%;±22°范围在水平面内和垂直面内的角度非均匀性分别为1.8%和0.7%。由于其具有光谱辐通量高、单色性好、波长准确性高、可宽波段调谐等优点,可以在辐亮度模式下直接标定仪器的光谱辐亮度响应度。

为了提高光谱辐亮度响应度的定标精度, 研制了新型的利用宽可调谐激光的积分球光源。把外部激光导入积分球, 在球出口形成均匀、准朗伯性的面光源。利用钛宝石激光器710 nm输出光研究了光源的辐射特性。双光路导入、采取消相干措施条件下, 光源辐亮度的非稳定性在半小时内为0.06%, 在出口中心60 mm范围内平面非均匀性为0.16%, ±22°范围水平面内和垂直面内的角度非均匀性分别为1.3%和0.7%。这种新型的积分球光源具有稳定性好、光谱辐通量高、光谱带宽窄、光源面积大、波长在宽波段内可调谐等优点, 联合响应度直接溯源于初级辐射标准低温辐射计的标准探测器, 可以有效降低定标不确定度。