采用高温固相法合成了一种新型的Yb³⁺和Ho³⁺共掺杂的Ba₃In（PO₄）₃上转换荧光粉，并研究了其晶体结构、上转换发光及能量传递机制。在980 nm激光激发下，Yb³⁺吸收能量并传递至Ho³⁺；此外，激光功率对于荧光粉发光颜色无明显影响，发光颜色主要集中在橙黄色区域（0.543，0.452）。测得0.05Yb³⁺和0.032Ho³⁺掺杂的荧光粉的荧光寿命约为467.61 μs。还测量了该荧光粉温度依赖的发光光谱，并计算了其用作光学温度计的绝对灵敏度（S_a）和相对灵敏度（S_r）。结果表明，该荧光粉具有良好的热稳定性，423 K时的发射强度仍保持在室温的81.68%，⁵S₂，⁵F₄→⁵I₈、⁵F₅→⁵I₈跃迁的ΔE分别约为0.19 eV和0.27 eV。此外，其S_a和S_r最大值分别为0.31%·K^-1和0.09%·K^-1（573 K）。

电阻阵作为一种动态红外景象产生器件，在红外半实物仿真领域有着重要的应用。电阻阵可实现的规模与性能与红外微辐射像素列阵的设计有着密切的关系。文中从应用系统对大规模电阻阵器件的要求出发，结合电阻阵的工作原理，提出了像素驱动电路与MEMS结构一体化的设计方案，设计了规模可拓展的高占空比像素结构。通过采用高消光系数材料以及光学谐振腔结构，微辐射元的中波红外和长波红外的表面发射率达0.7。热力学仿真表明，通过合理的薄膜厚度和结构设计，微辐射元阵列的占空比达到51%，升、降温的热响应时间均小于5 ms，0.6 mW功率驱动下应力翘曲小于300 nm，长波红外表观温度可达582 K，中波红外表观温度可达658 K。结合设计方案提出了工艺制备方案，并通过小阵列流片初步验证了设计方案的可行性。该设计研究为国产大规模、高占空比电阻阵的研制指明了方向。

随着我国航天事业的持续发展和不断进步，航天光学相机正在朝着大口径、大视场、高分辨、轻量化的趋势发展，这对相机的设计分析提出了更高的要求。光学系统焦距与光学口径不断增加，光机系统刚度受质量限制提升空间有限，其对星上活动部件在轨正常工作所引起的微振动也越来越敏感。航天光学相机的微振动对其在轨成像质量会造成影响。因此，近年来卫星微振动及其控制问题越来越受到关注。通过对国内外航天光学相机的光机集成分析方法的论述与分析，探讨了目前光机集成分析的关键技术与发展方向。针对目前国内光机集成分析其存在的局限，提出了建立微振动传递全链路数学模型进而构建航天光学相机微振动像质退化机理的设想。

1.8 m×0.5 m口径的长条形主反射镜是某空间离轴三反光学系统的重要光学元件，其面形精度的好坏是决定光学系统在轨成像质量的关键。为保证主镜组件结构的稳定性、可靠性及反射镜的面形精度，提出一种适用于大尺寸长条形反射镜的双轴柔性支撑结构。首先，基于运动学等效原理提出双轴柔性支撑的初始结构，建立了柔性环节刚度数学模型并研究了其刚度特性。然后，对柔性支撑的安装位置进行了参数化研究并对柔性支撑的关键尺寸进行了优化设计。最后，确定了反射镜组件的最终设计方案。仿真与试验结果表明，反射镜组件一阶固有频率为104 Hz。X/Y两个光轴分别对径向施加1 G重力时面形精度RMS值分别为4.81 nm、6.09 nm，优于λ/50（λ=632.8 nm），均满足设计要求。组件正样动力学环境试验表明，反射镜组件的动力学特性良好，柔性支撑系统稳定可靠，与仿真结果一致。目前反射镜全口径面形精度已加工至λ/30 RMS，并在此精度下进行了自重0°/180°的±1 G面形检测试验，结果显示其稳定性良好。