针对平面光栅和棱镜成像光谱仪难以校正谱线弯曲的问题，提出了利用棱镜光栅（P-G）组合分光元件并结合系统物镜畸变校正谱线弯曲的方法。分别计算了棱镜和光栅产生的谱线弯曲以及P-G组合元件产生的光谱弯曲，分析了棱镜和光栅的谱线弯曲特性，并基于此设计了P-G组合分光元件和消谱线弯曲成像光谱仪结构。通过优化设计得到光学系统的光谱分辨率高于2 nm，点列图均方根(RMS)半径小于8 μm，系统谱线弯曲和光谱弯曲小于2 μm。证明了P-G组合元件结合系统物镜畸变可补偿校正整个工作波段的谱线弯曲和光谱弯曲。最后的设计结果表明，基于P-G分光元件的成像光谱仪系统在满足像质要求的前提下，谱线弯曲小于1/4像元尺寸，满足使用要求。

为了加快投影物镜内部温度场和表面变形的求解速度，提出了一种快速求解算法。获得不同入射光强分布与透镜温度场及应变场之间的转换矩阵，对入射光强分布进行多项式分解，并将多项式系数与转换矩阵相乘实现镜片内部节点温度及表面面形变化的快速求解。通过求解三片不同类型透镜的节点温度与表面变形，验证了这一算法的求解精度与计算时间：直接进行有限元求解时，计算时间为600 s；而快速求解法的求解时间缩短至0.2 s，且它的计算时间不随节点数量的增多而增加。快速求解法对温度的求解精度可以达到0.002 ℃，对面形Zernike系数的求解精度可以达到0.005 nm，能够满足像差求解过程对温度与面形求解精度提出的要求。

基于光学中一种特殊的胶接模型, 设计一种新的实验方案研究恒温下低应力光学结构胶固化过程中内应力随时间的变化, 实验利用电测原理, 通过监测固化过程中被粘物体 (钢片)中心点的变形, 反推胶的固化性质。本文先从理论上分析结构胶固化过程的规律, 然后选取两种低应力光学结构胶 3140RTV和 UV295进行为期一周的测试, 并对实验曲线进行了分析。此外, 通过对实验模型做一些理论上的假设, 并结合有限元软件计算结构胶残余应力对钢片的影响, 进而比较出两种结构胶性能的好坏, 该计算结果和实验曲线分析进一步阐述了实验设计的目的及意义。

基于化学反应的非链式脉冲DF激光器是产生35~41 μm波段的有效相干辐射光源，具有存储能量水平高等优点。这些优点使得该激光器倍受中红外领域激光研究者的重视。为了更好地提高非链式脉冲DF激光器的输出性能，研制高能量水平的DF激光器，本文详细介绍了自引发大体积放电技术、混合气体配比技术、循环冷却技术等DF激光器关键技术，重点介绍了自引发大体积放电技术。这几种技术将为研制高性能DF激光器提供理论指导。