为获取NO₂时空分布特征并探究NO₂污染状况，利用臭氧观测仪 (OMI) 反演的对流层NO₂柱浓度数据，并结合气象、能源及交通排放等统计数据，通过地理空间分析、线性拟合、相关性分析等手段，分析了2005―2019年陕甘宁地区NO₂柱浓度的时间变化趋势、空间分布特征及其影响因素。结果表明：近15年NO₂柱浓度总体呈先上升后下降的趋势；季节上呈现为冬季 ●gt; 秋季 ●gt; 春季 ●gt; 夏季，其中夏季变化平稳，冬季波动剧烈。从空间分布来看，NO₂柱浓度较高区域分布在省会及附近区域，以西安城市群集聚现象最为明显。进一步影响因素分析表明，地形与风向对NO₂空间分布有一定的综合影响力；气温、降雨量与NO₂柱浓度均呈现出明显的负相关，说明高温、降雨对NO₂浓度具有削减作用；煤炭消耗量、工业产值、机动车保有量均与NO₂柱浓度呈正相关，说明化石能源燃烧、机动车尾气排放是该地区NO₂的重要来源；而2012年后的NO₂柱浓度持续下降，主要与国家及地方相关政策的强力实施有关。

密度测井中使用可控X射线源替代¹³⁷Cs放射源已经成为新的趋势。X射线源强度受靶基上高压影响较大，当高压为350 kV时密度测量不确定度可以保持在0.01 g?cm^-3。为探究350 kV高压X射线密度测井仪器的探测深度特性及影响，利用蒙特卡罗方法研究了不同源距探测器在20%含水石灰岩地层中的探测深度；并且通过与¹³⁷Cs源密度测井仪探测特性的对比，分析了二者探测深度差异的原因。另外通过模拟分析了泥饼和地层对探测器的贡献度以及不同探测器的密度偏差，研究了井壁泥饼对密度测井响应的影响。研究结果表明：X射线密度测井仪的探测深度随着源距的增加而变大；与¹³⁷Cs源密度测井仪相比，X射线密度测井仪散射粒子主要集中于井壁1~3 cm处，从而造成二者探测深度差异；此外，泥饼和地层对不同源距探测器的贡献度不同，探测器密度偏差随着源距增加而减小。

斜面和曲面微结构元件在微电子学、微光学、微流体学等领域有着重要的应用，为了实现快速、低成本的斜面和曲面光刻，提出了利用基于液晶空间光调制器的纯相位计算全息技术投影目标图案到斜面和曲面进行曝光的方法。生成了斜面和球面全息光场，对光场进行消散斑和杂散光去除的处理，完成了斜面和球面光刻实验验证。实验结果表明：该方法加工效率高、设计灵活多变，不受单一结构限制，是一种极具潜力的三维微纳加工方法。

随着空间光学技术的快速发展以及光电探测器件性能的不断提升，高分辨率、多光谱、低探测阈值的遥感系统在航空、航天等领域的应用越来越广泛，对光电载荷的杂光抑制能力与评价指标逐渐严苛，杂散光抑制技术和仿真分析已成为不可缺少的环节之一。尽管杂散光的抑制与评估技术开展较早，但仍然需要系统性方法体系引领该技术的发展，以改变当前分散化、碎片化的研究现状。因此，需要建立一体化的杂散光抑制与评估方法体系，在杂散光抑制方案制订、抑制模型表面特性测量与建模、杂散光抑制效果仿真、杂散光测试及评估等四个关键技术模块进行深入研究。本文给出了一套整体技术路线，为更好推进杂散光抑制与评估技术的发展和应用提供思路。

针对170 GHz回旋管研究，设计了一种高效Denisov准光模式变换器，该回旋管工作在TE31,8模式。模式变换器由微扰结构的辐射器和镜面系统组成。基于耦合模理论和矢量绕射理论，研究了两级微扰辐射器，优化设计了镜面系统。仿真结果显示，TE31,8模式转换为高斯光束，其输出功率转换效率为93.7%。

针对提高激光**系统光束指向控制稳定精度的战术需求，设计了一款适用于光束指向快速反射镜的单轴半蝶形柔性铰链。首先，根据快速反射镜系统运动形式及功能需求，推演单轴半蝶形柔性铰链的物理模型；然后，采用基于卡氏第二定理的卡氏法简化并求解数学模型，并优化模型参数；最后进行有限元仿真与实验测试，并对单轴半蝶形柔性铰链机械谐振频率的理论计算、仿真分析以及实验测试结果进行分析比较。实验结果表明：单轴半蝶形柔性铰链工作方向机械谐振频率为165.29 Hz，满足设计指标要求。理论计算与实验测试结果相差1.3%，有限元仿真与实验测试结果相差3.2%。从而证明了单轴半蝶形柔性铰链结构形式合理，数学建模准确，为提高激光**系统光束指向控制稳定精度提供了有力的支撑。

为解决现有的共孔径双波段相机成像质量差、结构复杂、体积庞大的问题，提出了一种可见/长波红外双色光学系统设计。在两个波段共用前端反射结构、主镜背部加分色镜，实现了可见光与长波红外同时成像，保证了系统结构的紧凑性。分析了分色镜对红外波段成像的影响，以及分色镜偏离竖直方向不同角度的影响。对红外波段的校正系统及像面进行了-2.39 mm的偏心处理，使红外波段像质得到了极大提高，并通过外场试验成像验证了分析结果的正确性。该系统具有较强的容差特性，结构简单、光学元件少，具备易加工、装调的优点，工程可实现性强，能够有效提升相机的目标探测与识别能力。