通过对液晶盒点灯治具进行改造增加逻辑运算小盒及光学探头，实现液晶盒透过率测试，将偏光片贴附白玻璃、偏光片载台开槽以及实测液晶盒驱动电压并将程序设定，匹配测试液晶盒与模组产品的透过率。通过实验得出优化改造后的点灯治具测试液晶盒透过率与模组透过率波动趋势一致，可以满足液晶盒透过率筛选的需求，将透过率波动较大的产品前置拦截，有效规避后端模组资材的浪费。

为了解决国内外能见度参数量值无法绝对溯源的问题，利用透射式能见度仪的工作原理、结构特点以及环境条件，提出了溯源至几何量的量值复现方法，设计了1套高透射比量具作为主标准器，实现了对透射式能见度仪的校准，促进了能见度参数量值溯源体系的发展。主标准器遮光体采用精密机械加工工艺，遵循几何量参数测量的绝对溯源法，可大幅减小透射比量值的测量不确定度；主标准器滤光片根据几何量测量和光学透射比参数测量相结合的溯源链，解决了现有技术中高透射比无法复现和准确测量的问题。此外，使用锥形遮光体，可避免引入除旋转因素外的其他不确定度来源，大幅提升了能见度仪分辨率的校准能力。

由于空间光环境的复杂性，抑制杂散光对保证空间相机成像性能尤其重要，该文针对宽光谱波段成像的空间探测相机光学系统进行杂散光分析和抑制优化设计。通过SOLIDWORKS和TracePro的无损式数据交互建立光机模型，并从光机材料的表面特性、机械结构、镜片透过率等多角度优化杂散光模型，再利用朗伯体光源分别对正反向进行光线追迹，然后结合光机模型的半剖图对系统关键表面进行重点取样分析。分析结果表明：优化后的光机系统在离轴角10.3°~15.4°内，点源透过率值与优化前的系统相比下降了66%~99.4%，在离轴角大于14.2°时点源透过率值接近10^?4量级，在离轴角18.4°处杂散光的点源透过率约为10^?4量级。最后通过鬼像实验，进一步证明了优化后的光机系统设计方法具有良好的杂散光抑制效果。

聚合物稳定VA（PSVA）液晶显示模式具有优异的光电性能。为进一步提升PSVA显示模式的透过率，在液晶中加入手性剂，形成手性掺杂聚合物稳定VA（C-PSVA）液晶显示模式。本文对C-PSVA显示模式的最优参数及实际显示效果进行研究。首先，建立模型对C-PSVA显示模式的光电特性及液晶分布进行模拟，分析了手性剂的加入对液晶排列产生的影响，对C-PSVA的显示原理进行分析。其次，研究了C-PSVA显示模式的延迟量、偏光片角度、手性剂比例对透过率提升的影响。最后，按照模拟结果配制液晶，制作C-PSVA样品，进行实际效果验证。结果表明，C-PSVA显示模拟的透过率较PSVA显示模式有明显提升，C-PSVA显示模式最佳延迟量约为460 nm，最优手性剂含量对应螺距值为4倍的盒厚。实测结果显示，与PSVA显示模式相比，C-PSVA显示模式透过率约有13%的提升。

La₂O₃-TiO₂玻璃以其折射率高、光学性能优异，在透镜、光学窗口、光通信等领域具有广阔的应用前景。受限于玻璃形成能力, 人们难以制备出大尺寸La₂O₃-TiO₂玻璃, 这严重限制其应用。本研究通过引入网络形成体GeO₂, 有效提高了玻璃形成能力, 从而可用常规方法制备大尺寸的GeO₂-La₂O₃-TiO₂(GLT)玻璃。差热分析表明, GLT玻璃具有较高的玻璃转变温度和抗析晶性能, 玻璃转变温度T_g和ΔT (ΔT=T_c-onset-T_g)分别大于833和209 ℃。最大折射率为2.06, 在可见光和近红外波段的透过率可达78%。实验还研究了Ti含量对GLT玻璃结构、热学和光学性能的影响。结果表明, 随着钛含量增加, 玻璃的形成能力和热稳定性均减弱。摩尔体积V_m和氧离子极化率α_i的变化趋势与折射率一致。GLT玻璃对开发高性能、轻量化、小尺寸的新型器件具有重要意义。

均匀生长大尺寸光学级金刚石膜一直是微波化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition, MPCVD)金刚石研究领域的热点和难点, 沉积台的结构与位置对于金刚石膜均匀性以及厚膜生长的长期稳定性至关重要。本研究通过COMSOL模拟结合实验研究了沉积台高度对衬底表面电场均匀性、等离子体状态和温度均匀性的影响规律, 优化了光学级金刚石膜均匀生长的工艺参数, 在最佳沉积台高度(2 mm)下沉积得到的2英寸金刚石膜(最大厚度337 μm), 厚度不均匀性<11%, 从膜中心到边缘的拉曼半峰全宽为3~4 cm^-1, 可见光波段内最高透过率为69%~70%, 10.6 μm处红外透过率为70%。结果表明: 金刚石膜的厚度和品质较为均匀, 实现了两英寸光学级金刚石膜的均匀沉积。沉积台高度对衬底表面的电场分布、等离子体形状和温度分布都有一定影响, 随着沉积台高度增加, 衬底表面电场分布均匀性和温度均匀性得到明显改善, 且衬底表面的等离子体分布更均匀, H原子和含碳基团的浓度增加。

稀土掺杂可以有效地改变基体材料的结构并提高使用性能。利用磁控溅射法在单晶硅和多晶CVD金刚石上分别制备了未掺杂及La掺杂的Y₂O₃薄膜，研究了La掺杂氧化钇（Y₂O₃）增透薄膜的组成、结构及性能。X射线光电子能谱（XPS）和掠入射X射线（GIXRD）研究表明，金属La与O相互作用，以La-O化合物形式存在于Y₂O₃薄膜中，未掺杂的Y₂O₃薄膜呈现立方（222）面柱状晶体取向，随着La掺杂功率的增加，开始出现新的单斜Y₂O₃相（111）晶面。从扫描电镜（SEM）观察到不同La掺杂功率下Y₂O₃薄膜呈现柱状晶结构，结晶质量较好。由原子力显微镜（AFM）证实，与未掺杂的Y₂O₃薄膜相比，La掺杂的Y₂O₃薄膜具有较低的粗糙度(RMS)值。在La掺杂的Y₂O₃薄膜中，随着La浓度的增加，柱状晶的晶粒尺寸显著减小。在8~12 μm的长波红外范围内，La掺杂后的Y₂O₃/金刚石薄膜最大透过率为80.3%，与CVD金刚石相比，透过率提高19.8%。颗粒细小的La掺杂Y₂O₃薄膜具有较高的硬度和弹性模量，硬度由未掺杂(12.02±0.37) GPa增加到(14.14±0.39) GPa，弹性模量由(187±14) GPa 增加到(198±7.5) GPa。结果表明，与未掺杂Y₂O₃薄膜相比，La掺杂的Y₂O₃薄膜在保持较高红外透过率条件下，通过细晶强化获得了更高的硬度，有利于提升砂蚀、雨蚀等冲刷性能。