在建立紫外自由光通信系统通信传输距离方程的基础上，针对紫外大气传输衰减、光学系统性能、探测器性能、误码率和信噪比等因素对通信传输距离的影响进行了具体分析，并对系统的通信传输距离进行了仿真计算。结果表明，在目前的技术水平下，系统的理论通信传输距离一般不超过 4 km，这与目前实际系统的通信传输距离符合较好。这对近地层紫外自由光通信系统的设计和性能评价具有一定的理论指导作用和现实意义。

针对光电跟踪伺服系统性能指标要求提高以及传统控制方法的不足，在系统位置控制环路中采用一种参数可在线整定的摘模糊 PID(比例、积分和微分)控制器。分析其结构和设计原理，介绍参数自整定模糊 PID算法的实现。基于 Samsung公司推出的 ARM7TDMI核的 16/32位 RISC S3C44B0X平台从硬件和软件方面对控制器进行构建，控制器的自适应能力、控制品质和鲁棒性较好，使光电跟踪伺服系统具有响应快、过渡过程平滑且调节时间短等优点，并且为其在光电领域实际应用中提供了一些参考。

为了克服传统监测系统的不足，构建一种基于PLC和无线传感器网络的光电监测系统。在分析光电监测系统的构成及工作原理的基础上，探讨了基于遥测技术的无线光电传感器网络实现方式，研究了ABB PLC软硬件实现及FameView的开发的可行性。采用ABB公司生产的AC500 PLC作为主要控制器件，通过Modbus协议按地址依次轮询无线传感器节点来采集数据，对其进行相应处理，并将最终结果传递给上位机。上位机将获得的数据通过FameView组态软件生成监控画面，实时监测现场的运行情况。监测灵活、高效，数据采集效率较高，具备良好的扩展性。这种新型光电监测系统在企业生产、战场环境等许多军民用领域中具有重要作用。

随着红外探测技术的发展，红外光学系统的作用已不容忽视.在归纳总结传统结构形式的折射式、反射式和折反射式红外光学系统的基础上，分析了现代红外光学系统中离轴三反、二元光学、自适应技术等结构特点，从技术上比较了传统红外光学系统和现代红外光学系统的优缺点，探讨了红外光学系统的发展趋势.对新型红外光学系统的发展具有一定的参考作用.

基于薄膜光学和传热学原理，利用特定光学薄膜滤除紫外线，以及热循环系统降低太阳能电池工作温度，设计了光伏/光热综合利用的温度控制系统.在阐述温控系统工作原理及其设计思路的基础上，提出系统指标体系，分析环境温度以及光谱透过率对传热效率的影响，并提出合理的改进方法.应用TFCalc薄膜设计软件设计特定的光学薄膜，仿真结果表明，所设计的薄膜能反射一定带宽的紫外光谱.该温控系统对于当前广泛使用的太阳能光伏发电系统具有良好的实用价值.