在高精度的点源透射比测试中, 测试环境中背景杂散光的影响不可忽视。为了提高点源透射比的测试精度, 研制了一种可有效抑制背景杂散光的高性能光陷阱系统。依据点源透射比测试理论和光辐射能量传输理论, 给出了光陷阱主要设计参数与点源透射比测试误差的定量数学关系; 提出了背景杂散光各级散射路径全面可控的光陷阱设计思路, 大大增加了背景杂散光到达成像视场前的散射次数; 通过多种光陷阱模型的仿真比对实验, 验证设计思路和模型的优越性。实验结果显示: Φ20 m的光陷阱系统可使口径Φ2 m、外形尺寸约2.8 m×3.5 m×11 m的光学系统的点源透射比测试误差达到1.49×10-10, 较相同实验室空间下未使用光陷阱的测试系统降低了约4个数量级, 较相同实验空间下国外现有光陷阱方案降低了两个数量级, 可用于大型太空望远镜的高精度点源透射比测试。

为了进一步提高点源透射比测试准确度, 明确点源透射比测试环境需求, 提出了一种定量分析空气洁净度对点源透射比测试准确度影响的方法.该方法以Mie散射理论为基础, 采用蒙特卡洛模拟方法, 对空气中尘埃的尺寸和数量进行随机模拟, 得到不同空气洁净度等级下空气中尘埃对点源透射比测试准确度的影响.以直径为800 mm、点源透射比设计值为10－9量级的某太空望远镜为例进行定量分析, 结果表明: 为了满足该空间光学系统的点源透射比测试需求, 空气洁净度等级应优于ISO class 6, 此时空气中尘埃引起的点源透射比测试误差约为10－10量级;ISO class每升高一级, 测试误差约增大10倍.

设计了一种宽谱段、大视场、轻小型成像光学系统.系统焦距为35 mm, 相对孔径为1∶7.5, 工作谱段为0.4-0.9 μm, 全视场为2ω=60°, 采用复杂化双高斯结构, 透镜面形均采用球面设计, 实现系统总长115 mm, 在70 lp/mm处, 最低光学传递函数大于0.45.利用负畸变法、像差渐晕法改善广角系统像面照度均匀性, 使像面边缘视场照度达到中心视场的80%.像面照度不均匀性为8%, 系统热光学性能良好, 在0-40℃范围内均有较好的像质, 满足深空探测需求.

为了在地面试验阶段准确标定出航天CCD相机在轨成像时的像面位置，提出了一种基于自准直干涉测量原理和调制传递函数测量原理的航天CCD相机焦面位置的地面标定方法。介绍了该方法的原理和实施过程，并以口径1 m、焦距20 m的平行光管标定口径600 mm、焦距6 m的航天CCD相机为例，分析并计算了新标定方法和已有标定方法的标定精度。结果表明：新标定方法的标定精度优于0.006 mm，是已有标定方法标定精度的5倍至10倍，能够满足现阶段所有航天CCD相机的焦面位置的标定精度要求。

为了提高平行光管分划板的安装精度, 提出一种基于数字干涉仪的平行光管分划板安装方法, 介绍了该安装方法的原理和实施过程。以口径 800 mm, 焦距 20 m的平行光管为例, 分析并计算了该安装方法和已有安装方法的安装精度。结果表明, 该方法对任意分划板的安装精度优于 0.07 mm, 远高于已有安装方法的安装精度。

针对同一光学产品的杂光系数由于测试条件的不同，测试结果往往差别很大，无法进行准确比较的问题，对几种光学镜头在不同的测试条件下反复进行了杂光系数测试实验。通过理论分析和实验测试给出了不同黑体目标尺寸和接收光阑孔径以及是否加装准直镜对杂光系数测量结果的影响。结果表明，对同一光学产品，选取的黑体目标尺寸越大，测试结果杂光越小；选取的光电接收器件接收光阑孔径越大，测试结果杂光越大。另外，准直物镜的使用会引入新的杂光，令杂光测试结果增大，但增大的量值可视为定值，进而从测试结果中减除。