为了验证以反作用轮为执行机构实现姿态机动，完成微纳卫星对运动目标跟踪的可行性，设计了基于单轴气浮台的微纳卫星光电跟踪物理仿真系统。首先，为提高物理仿真系统的性能，分别对反作用轮和气浮台的干扰力矩进行分析; 其次，针对反作用轮存在的干扰力矩和加、减速时间常数不对称的问题，设计了增益调度和力矩补偿相结合的反作用轮控制策略; 再其次，采用双闭环-速度前馈的控制结构，完成了微纳卫星光电跟踪物理仿真系统的控制系统的设计; 最后，为了验证仿真系统的跟踪性能，对作正弦运动的一维靶标进行跟踪。实验表明: 对于跟踪最大速度为9 (°)/s、最大角加速度为4.5 (°)/s2的正弦运动靶标，物理仿真平台的跟踪精度达到0.4°，从而说明以反作用轮为执行机构实现姿态机动，微纳卫星可以实现对运动目标的跟踪。

多光束激光相干场成像技术突破传统概念，采用微小频移的光束组两两干涉提取目标的傅里叶分量，通过目标频谱傅里叶逆变换获得目标高分辨率图像。该技术仍处于实验室原理验证向实体阵列过渡的研究阶段。在这一过程中多种影响因素对成像质量产生着影响。其中发射阵列的孔径位置误差分布规律以及控制范围一直缺乏较为系统的理论支撑。从傅里叶望远镜发射阵列的光场传输特性入手，分析了在基线不同位置引入孔径误差时对成像质量的影响。并分析出孔径位置精度的要求与分布规律，同时针对这一分布规律提出了孔径位置的相对误差精度，计算机仿真分析得出相对误差精度应控制在5%以内不影响成像质量。该研究为傅里叶望远镜发射阵列的设计与装调提供了理论依据，为傅里叶望远技术的工程化实现奠定一定的理论基础。

以高温固相法成功合成了一系列Eu3+离子激活Ba3WO6红色荧光粉。分别采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱(FL)对样品的晶体结构和发光性能进行了表征。结果表明, 样品均具有立方晶系的双钙钛矿结构; Eu3+离子的激发谱由一个宽带(包括Eu3+-O2-和W6+-O2-电荷转移带)和若干个窄峰(4f-4f电子跃迁)组成, 而跃迁5D0→7F1和5D0→7F2则构成了发射谱的主要部分。调整原材料中BaCO3和WO3的量的比, XRD的主衍射峰位发生红移至与标准谱完全吻合, 发光强度有所提升并分析了原因。Eu3+离子的临界摩尔分数为0.05, 临界距离(Rc)为1.263 4 nm。在314 nm或394 nm激发光下, 样品发出红光(λmax=596 nm),色坐标为 (0.618,0.342), 在LED照明、显示等领域具备一定潜力。

采用传统的固相法成功合成了一系列α-Ba3Y(BO3)3∶Dy3+荧光粉, 使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱(FL)和寿命衰减曲线等对样品进行表征。结果表明: 在近紫外/蓝光激发下, 样品的发射光谱主要包含黄(577 nm)、蓝(488 nm)两个发射峰组成, 分别对应电子跃迁4F9/2 →6H13/2和4F9/2→6H15/2。最佳合成温度为1 100 ℃, 该条件下合成的样品具有纯相、最大结晶度和最大发光强度。研究了荧光粉的浓度猝灭效应, 猝灭机理主要是dipole-dipole interaction, 同时exchange interaction无法忽略, 临界摩尔分数为0.07。样品的寿命衰减曲线为二次指数型, 这与Ba3Y(BO3)3特有的晶格结构有直接关系。α-Ba3Y(BO3)3∶Dy3+荧光粉有应用于荧光转换型白光LED照明的潜力。

采用两步法成功合成了单一基质双光色Ba10-x(PO4)4(SiO4)2∶xEu2+荧光粉, 研究了稀土离子占据不同的晶格格位对荧光粉光谱特性的影响。结果表明: 两步法合成的荧光粉发射光谱由414 nm的蓝光波带和504 nm绿光波带两种光色组成, 而传统的高温固相法制备的荧光粉只有504 nm处的绿光发射。荧光粉发光性能与Eu2+离子在磷灰石晶体结构中占据的晶格位置关系十分密切。两步法荧光粉双光色的形成主要是由于在第一步氧化气氛合成过程中Eu3+离子取代了基质结构中的BaⅠ和BaⅡ两个格位的Ba2+离子; 在第二步还原过程结束后, Eu2+离子仍然占据着两种格位, 从而形成了两种具有不同配位环境的发光中心。此外, 双发射峰的相对强度能够通过Eu2+离子对BaⅠ格位的取代率而调节, 进而实现光谱的调变。

为解决激光相干场成像系统探测器噪声相对总噪声的定量化占比估计问题, 分析探测器噪声是否为主要噪声源, 提出一种探测器噪声占比权重定量化分析计算方法.基于光电子统计方法得到系统信噪比方程, 并引入信噪比中间参数估计方程, 建立了探测器噪声相对总噪声的占比权重定量化计算模型.结合理论分析与实验测量进行验证, 结果表明: 针对构建的相干场成像实验系统, 探测器噪声占比权重达52%, 进一步分析可知实验在大气相对宁静的夜晚进行, 系统受背景光噪声和湍流噪声影响小, 探测器噪声是主要噪声源.所提方法可有效估算探测器噪声占比权重, 具有便捷、高效的特点, 可用于实际相干场成像系统探测器噪声定量化评估测量分析.

傅里叶望远术是一种能对深空暗弱目标进行高分辨率成像的技术.为了验证大气湍流对傅里叶望远镜系统的影响，进行了实验室环境下大气湍流模拟实验研究.在三束光傅里叶望远镜实验系统上，通过控制射频驱动器的输出功率来模拟光强抖动，改变射频驱动器的瞬时频率来模拟相位抖动.给出了实验理论依据，推导了湍流强度与实验变量的关系.实验在弱湍流闪烁和相位抖动两种情况下，分别给单束光和三束光加随机扰动并计算其Strehl比.结果表明，只在单束光上加扰动时重建图像影响不大;在三束光上加扰动时，弱湍流光强抖动对傅里叶望远镜系统的成像效果影响具有较大的随机性，而相位抖动会严重影响系统成像质量.因此，消除光强抖动和相位抖动影响是图像重建算法改进应该考虑的一个关键因素.