利用非线性光学晶体实现激光频率转换是拓展激光波长的有效手段之一，非线性光学晶体也成为全固态激光系统中的核心器件。硼酸盐由于其丰富的结构多样性和优异的光学性能，已成为开发可用于紫外激光输出的非线性光学晶体的重要体系。K₃B₆O₁₀Br晶体具有短的紫外截止边（182 nm）、较大的非线性光学系数（d₂₂为0.83 pm/V）、适中的双折射率（0.046@1064 nm），在激光二倍频、三倍频激光输出领域具有潜在应用。本文简要介绍了K₃B₆O₁₀Br晶体生长及基本性能，对晶体倍频与和频实现可见/紫外激光及光参量啁啾脉冲放大方面的研究进展进行了总结，并对K₃B₆O₁₀Br晶体未来发展及应用前景进行了简要分析。

为了提高CO2探测仪的在轨辐射定标精度, 建立了在轨辐射校正原理, 并对关键环节漫反射板的制备、BRDF定标和应用进行了系统的研究。根据CO2探测仪的工作原理与系统组成, 介绍了星上定标设备和在轨辐射定标策略, 确定了漫反射板的制备方法和优化工艺参数, 制定了以标准灯和标准探测器为传递链路的漫反射板BRDF的精确定标方法。对漫反射板基准BRDF、角度修正因子和半球反射率进行了测试, 对其实验室定标精度进行了分析, 并通过在轨初期的应用结果予以验证。发射前的定标结果表明, 漫反射板在760 nm、1 610 nm和2 060 nm 3个波段的定标精度均优于3%。在轨初期的测试结果表明CO2探测仪1 610 nm波段在轨绝对辐射定标精度优于5%。CO2探测仪漫反射板的定标结果满足仪器辐射定标对漫反射板定标的精度要求。

讨论了顾及传输路径差异和方向性反射差异的边缘辐射校正方法, 并根据POS数据改正了由于姿态变化引起的边缘畸变.以实用型模块化成像光谱仪(Operational Modular Imaging Spectrometer, OMIS-Ⅲ)影像为例, 采用上述方法进行边缘校正, 最后采用近似同一扫描行上的同类地物光谱进行对比, 得出校正后的光谱吻合度比校正前更高.

研究2-（5-溴-2吡啶偶氮）-5-二乙氨基苯酚（5-Br-PADAP）分光光度法测定手掌面镀锌工具遗留印迹的锌含量。 考察了缓冲液用量、 pH、 显色剂用量等反应条件对测定的影响； 在优化好的条件下, 建立了标准曲线并测定了不同接触时间、 时间间隔条件下手掌面镀锌工具遗留印迹的锌含量。 研究结果表明, pH 8.0的硼砂-硼酸缓冲液4 mL, 1 g·L-1的5-Br-PADAP溶液0.2 mL以及10%曲拉通-X-100溶液1 mL为最佳测定条件, 在此条件下, Zn2+在0~14 μg范围内呈良好的线性关系, 回归方程为y=1.851 34x+0.002 29； 在接触时间10 s~5 min内, 手掌面镀锌工具遗留印迹锌含量呈上升趋势, 在5~10 min内趋于平缓, 在接触时间5 min时已基本达到饱和状态, 锌含量在0.425~2.377 μg·cm-2； 手掌面镀锌工具遗留印迹锌含量在间隔时间0~2 h急剧下降, 在2~7 h内下降的幅度逐渐变小, 当间隔时间达到7 h时, 锌含量仅为0.188 μg·cm-2, 与间隔0 h锌含量相比减少了约90%。 因此, 微量金属显现实验一定要尽早进行。 此外, 不同间隔时间条件下手掌面锌含量的变化规律与喷洒显现实验中遗留印迹强度变化并非完全对应, 这说明手掌面上的锌含量并非唯一可以影响不同间隔时间条件下遗留印迹强度的因素。 首次在实验中证实了Zn2+与蛋白质结合后可以被络合能力更强的5-Br-PADAP分子夺取出来而显色的假设。 运用此种宏观微观相结合的方法进行研究, 有利于对微量金属显现实验中各影响因素机理的探讨, 为进一步的研究奠定了基础。

为了了解经过消光黑漆(Z306)喷涂处理后航天相机遮光罩表面对杂散光的散射特性, 对喷涂了Z306的铝板样品进行了双向反射分布函数(BRDF)测量和建模分析。通过测量获得了黑漆样片在0.65 μm波段的BRDF值。结合Z306黑漆测量数据的散射特征, 选择了适合粗糙黑漆表面的Microfacet-based模型, 并对模型进行了修正。使用修正的Microfacet-based模型对测量数据处理并建模, 得到了样片整个半球空间的BRDF数据, 弥补了测量数据量少和测量误差带来的缺陷。将黑漆的BRDF数据代入软件, 分析并进行了光学系统杂散光测试验证。结果表明: 采用修正的Microfacet-based模型处理黑漆的BRDF后, 分析光学系统杂散光(点扩散函数, PST)得到的结果与实际测量的杂散光(PST)的一致性很高, 实测值与分析值比值的对数精度优于0.5。得到的结果证明了BRDF建模的必要性和数据处理的准确性, 为光学系统的杂散光抑制提供了重要的保障。

海面的激光散射特性是制约激光雷达对低空飞行器进行探测与识别的关键因素之一.模拟超低空状态, 通过人工造波池模拟不同海情的海面, 采用激光散射测量装置在典型海情下近距离海面获取了激光后向散射数据；采用网格化分割海面, 根据Pierson-Moscowitz谱构建了三维时变海面几何模型, 利用Torrance-Sparrow模型模拟分析海面的近距离激光后向散射特性.测量和仿真数据表明：实测与仿真结果一致, 海面的激光散射受海面几何波形调制；其强度随擦地角增大而增大；由于海面的随机起伏, 海面散射极大值存在较大范围波动, 并且波动随擦地角减小而增大.

论述了太阳漫射板星上定标原理, 研究了太阳漫射板衰减监测方法。针对星上太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)的衰变, 设计了以太阳为参照, 通过与星上漫反射板反射辐射量比对测量实现监测功能的多波段星上漫反射板衰减监测辐射计(SDDM)。介绍了星上定标与漫射板监测的关系, 设计了SDDM积分球两开口入光+挡板的光机结构, 消除了入射光角度变化与探测器响应的相关性。根据光机结构设置的监测过程, 给出了SDDM的监测物理模型, 并对SDDM滤光片探测器动态范围设置及信噪比进行了验证和分析。在实验室模拟了太阳照射SDDM太阳观测端口的角度变化, 对其透过率模型进行了多次重复测量, 结合漫射板相对双向反射比因子(BRF)测量不确定度、卫星姿态及漫射板安装误差进行分析, 得到SDDM测量的漫射板监测不确定度优于0.88%。

针对离轴三反(TMA)结构相机消杂光问题,提出结构优化设计方法,即采用三种措施对关键表面结构进行优化设计,在弱化或遮挡杂散光路的基础上开展精细化仿真,降低关键表面的双向反射分布函数(BRDF)。结果表明:在关键表面添加挡光板组的方式可以获得极佳的抑制效果,降低消光漆的使用要求,减少工艺难度。