针对大气环境中颗粒物浓度检测问题,以油雾环境为研究对象,在经典Mie散射理论基础上,建立蒙特卡罗偏振散射模型,采用Stokes-Mueller矩阵分析方法研究Mueller矩阵元素的变化规律,并使用Mueller矩阵分解方法对图样进行讨论,通过分析Mueller矩阵元素中信息可以有效获取介质特性。基于采用光学厚度表征油雾浓度的方法,将实验测试和模拟仿真有机结合,以证明模型的正确性。结果表明,随着光学厚度的增加,即浓度的增加,Mueller矩阵元素M₁₁图样随之增大,非偏振光学特征不断增强;且Mueller矩阵分解出的散射退偏矩阵强度值不断增大,散射退偏能力增强。该方法可更直观地判别不同浓度的颗粒物介质特征,达到可视化的效果,为大气颗粒物浓度的检测提供理论基础及测试新方法。

基于光谱干涉技术提出了一种能够同时测量玻璃厚度及折射率的方法, 该方法利用迈克尔逊光路, 通过傅里叶变换算法对光谱仪接收的干涉信号进行解算, 获取光谱干涉条纹的调制周期, 根据待测玻璃样品放入测量臂前后, 测量臂与参考臂所形成的光程差即可求出玻璃样品的几何厚度和折射率。该方法无需机械扫描延迟线并采用改进的傅里叶域下的相位提取算法, 提高了测量系统抗干扰能力, 探测速度快。实验结果表明: 对玻璃样品的厚度测量精度优于±1 ?滋m, 折射率测量精度±5×10-4。

根据航空相机调焦准确度要求及CCD相机成像特点，提出了一种基于图像处理技术的航空相机自动调焦系统.该系统基于自制分辨率靶标，图像清晰度函数及优化的爬山算法，利用自准直离焦补偿法实现由温度、大气压力引起航空相机离焦量的校正；通过引入飞机高度数据进行离焦量计算，并通过自准直调焦技术实现离焦校正.对本系统进行了自动调焦测试实验，结果表明，该系统对相机的离焦校正误差小于相机的1/2焦深,能够满足航空相机快速、高准确度调焦要求.

针对重型机械工业生产中对大型轴类零件外径测量的需求, 基于双CCD传感器测量原理研究了一种新型高效率、高精度的轴径检测方法。介绍了CCD测径系统的检测原理, 针对单一CCD传感器测量范围小的缺点, 提出了双CCD传感器组合测量大型轴类零件直径(Φ150mm～Φ300mm)的方法, 并对影响精度的主要误差来源进行了分析。为了验证该方法的有效性, 通过对7种不同直径的标准轴件进行测量, 实验表明, 测量精度小于±3μm, 满足大型轴类零件外径测量的要求。

针对光电对抗稳定平台中的变焦镜头进行了光机结构设计及热光学特性分析。根据30~120 mm 变焦要求采用凸轮机构进行结构设计。为确保工作在高低温环境下的光学系统获得高分辨率的目标图像，利用有限元方法分析了高低温环境下整机热变形与轴向温度场下变形位移，采用Zernike 多项式对形变后的镜面进行拟合，带入Zemax 软件分析出调制传递函数(MTF)、峰谷值(PV)、均方根(RMS)等评价函数随温度变化曲线，验证了光机设计的合理性。经过高低温可靠性实验对分析结果与变焦光学系统的温度适应性进行了验证。

根据射手夜间瞄准射击时实际夜天光环境下景物反射的光照度值, 计算出进入微光瞄准镜入瞳处的光照度值, 以此照度值设计了双积分球照明模式的无限远微光瞄具目标模拟发生装置.根据积分球原理在双积分球之间设置有可变光阑, 根据检测系统要求为微光夜视仪提供了四档可切换的微光照度环境.为保证在实验检测过程中待测瞄具能接收到光源出射的最大光照度, 分析了待测瞄具距离平行光管的实际安装位置, 得出影响待测瞄具入瞳处光照度值的三个关键因素为大小积分球之间可变光阑的口径、平行光管的视场及被测瞄具距离平行光管物镜的安装位置.最后, 对积分球出射窗口处光照度, 以及经过无限远目标模拟发生装置后出射的光照度值进行分析计算与实验测量, 结果表明光照度不均匀度<2%, 满足应用要求.