CCD损伤状态与“猫眼”回波强度和偏振度为复杂非线性关系，无法单独根据强度或偏振度数值正确评估CCD损伤与否。结合多源信息融合技术与机器学习，利用适合非线性数据分类判别的KNN、K-SVM和PNN三种方法对CCD损伤状态评估方法进行研究。分别进行了近、远距离“猫眼”回波探测实验，以回波强度、偏振度信息和CCD实际损伤信息作为输入数据，分别对三种方法进行了训练，对比了训练的三种方法的评估测试结果，包括评估点的错误数量、错误率及评估时间，发现室外复杂环境时通过选择最优平滑因子 $ \sigma $的PNN方法错误率最低，在考虑实际评估允许时间范围内，PNN方法最适合用于基于“猫眼”回波信息的CCD损伤状态评估应用。

针对在外场实现探测器损伤状态实时探测的需求，研发了光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统。理论推导了“猫眼”目标回波偏振特性参数DP和回波偏振度DOP的表达式，利用MATLAB软件仿真绘制了表面粗糙度、回波偏振度以及偏振特性的关系曲线；设计了一套同时偏振成像光学系统，开展了671 nm连续激光对电荷耦合器件（CCD）表面损伤状态的实时探测外场实验，编制了基于MATLAB GUI的回波图像可视化实时采集系统，得到了回波图像强度、偏振特性以及光斑尺寸等信息；通过光学显微镜和白光干涉仪对探测器表面损伤处和未损伤处形貌图像分析，发现探测器损伤表面可见硅基底且粗糙度参数Sq值较大；结果表明，仿真结果与实验测试结果具有良好一致性。光电探测器被损伤后，其表面粗糙度增大，回波偏振特性参数DP减小，退偏特性明显，偏振度DOP减小。偏振成像技术可有效对光电探测器表面损伤状态进行实时探测，该研究提供了一种外场条件下实时探测的好方法。

高能激光合束系统中反射镜在工作前需要进行快速高精度的指向调整。设计了一种二维电控调整镜，系统主体采用一体化的柔性支撑设计，驱动采用步进电机配合减速机构带动螺杆实现，反射镜偏转角度的精密测量采用电涡流传感器，使用数字信号处理器（DSP）作为主控模块。对系统的工作原理和设计进行了分析，对系统标定方法和控制算法进行了深入研究。为了满足系统调整速度的要求，采用S形加减速算法作为调整镜的控制算法，采用分段线性的系统标定方法。最后对系统进行了实验测试，结果表明，在±500″角度范围内，调整镜到位时间在3 s以内，控制误差小于2″，可以满足系统要求。

建立了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波探测系统，记录了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波功率与猫眼回波偏振度数据并绘制了变化曲线，分析了猫眼回波特性的变化机理、CCD损伤状态与猫眼回波功率、偏振度变化之间的联系，研究得出：光学成像系统CCD探测器件受脉冲激光辐照产生点损伤、线损伤至全靶面损伤进程中，猫眼回波功率、偏振度变化与CCD损伤状态变化没有良好的相关性，提高损伤激光能量使CCD受到首个脉冲辐照时完全损伤，在0~8个脉冲损伤进程中，猫眼回波功率与偏振度先增大后减小，再增大最后不断减小，可以此规律对CCD是否完全损伤进行判断。

开展了416 nm纳秒脉冲激光对CCD的损伤实验，观察到了CCD从点损伤到线损伤，再到面损伤的过程，并计算出了点损伤、线损伤和面损伤所对应的损伤能量密度阈值分别为16.7 mJ/cm²～71.9 mJ/cm²、61.0 mJ/cm²～207.8 mJ/cm²和352.6 mJ/cm²；通过对不同损伤状态CCD的损伤点表面显微图像的分析，以及不同损伤状态对应的CCD各电极之间电阻值的测量，得出不同损伤状态主要由二氧化硅绝缘层材料相变引起电阻值改变所产生；COMSOL软件仿真显示CCD各层最先产生熔融的是二氧化硅绝缘层，能量密度为420 mJ/cm²，与实验结果相接近。实验结果证明了CCD损伤机理分析方法的正确性。

为了降低高重频脉冲激光测距回波信号的误识别率，提高测距性能，对高重频脉冲激光测距回波信号调理技术进行深入研究。采用FPGA作为主控芯片，产生激光调制脉冲，并根据被测距离3.33 μs～33.33 μs时间选通方波信号，驱动开关芯片产生与量程关联的时间波门，有效滤除脉冲回波中的干扰脉冲，该方法改进了常规脉冲激光测距信号处理系统的自动增益控制环节。测试实验结果表明：在脉冲回波信号60 dB的动态范围内，可有效滤除回波信号中引入的干扰脉冲，极大地降低了干扰脉冲误识别造成粗大误差的可能性。该方法可推广应用于脉冲激光测距信号处理系统，使系统测距精度提高12.6%。

为了研究“猫眼”目标表面回波散射偏振特性，基于微面元理论建立了偏振双向反射分布函数模型，指出线偏振光在“猫眼”目标表面回波散射的偏振度与目标表面粗糙度、复折射率以及入射角、探测角有关。主要研究“猫眼”目标表面粗糙度对其回波散射偏振度的影响，利用 Matlab 仿真得到“猫眼”目标回波偏振度与目标表面粗糙度参数 $ \sigma $的关系曲线。选择经过不同砂纸打磨的硅片作为“猫眼”目标进行实验，当硅片表面均方根高度分别为0.067 µm、0.554 µm、0.726 µm、1.651 µm、1.893 µm时，其表面回波散射偏振度的测量值依次为98.83%、98.16%、96.08%、94.91%、94.6%，表明“猫眼”目标回波散射的偏振度随其表面粗糙度的增大而减小。