通过级联方式在京沪光纤骨干网中实现了430 km的高精度频率传递。该级联系统包含了280 km和150 km两级系统,同时为了补偿光纤损耗,在两级链路中采用了低噪声高对称的双向掺铒光纤放大器。当每一级传递系统通过光学补偿方式达到稳定后，整个级联系统引入的频率不稳定度为在1 s处1.02×10-13和在104 s处8.24×10-17，实验结果验证了级联系统的实际结果与两级系统计算结果之间符合误差理论。

基于数字微镜器件(DMD)的红外景象模拟器在室内环境下通过模拟真实景物及其环境的红外辐射来测试红外成像系统的性能。为实现基于DMD的红外景象模拟器能够满足不同待测系统的视场角匹配, 同时为避免投影系统与照明系统发生空间上的重叠, 设计了一套配有分光棱镜的红外变焦投影系统。该系统工作波段为8～12 μm, F数为2.7, 采用光学补偿变焦方式,可实现50/100/150/200 mm四档变焦。根据四组元系统负组补偿原理及其高斯光学公式对系统光学参数进行计算, 选用与参数相近的初始结构进行处理及优化。设计结果表明, 各焦距位置在20 lp/mm处的调制传递函数值均接近衍射极限, 符合使用要求。

针对连续变焦镜头光轴稳定性精度难以控制的问题, 分析了影响光轴稳定性的主要因素, 运用UG软件对连续变焦电视的曲线套筒和导杆进行了三维实体建模, 应用有限元的方法对该模型进行了热力学分析; 提出了有别于原有调校措施的方法和控制数据, 采用胶粘与压圈相结合的双重固定方式来固定前组镜, 提高了该型连续变焦镜头装调过程光轴稳定性, 将产品的光轴稳定性从原来的12″以内提升到5″以内, 为后续同类产品的研制奠定了装调基础和理论依据。通过试验验证了所提出方法的有效性。

基于变焦原理的理论分析了变焦光学系统的发展过程，详细论述了各种变焦原理的优缺点和应用情况。归纳了可调光焦度器件的相关技术，总结了光焦度补偿系统设计当前的研究热点，提出了下一代变焦系统理论设计和未来发展的研究策略。

为了改善扭曲向列相(TN)型液晶显示的视角差的现象, 合成了一种具有苯并菲结构的盘状液晶单体, 并以该盘状液晶单体为材料制备了简易的光学补偿膜片。以4-氯丁醇乙酸酯、对羟基苯甲酸甲酯和邻苯二甲醚为原料, 通过七步反应以较高收率合成了一种具有苯并菲结构的盘状液晶单体。通过核磁共振(NMR)和元素分析(EA)确认了分子结构的正确性; 利用偏光显微镜(POM)、预倾角测试仪和示差扫描量热仪(DSC)等对其液晶参数进行测定, 并以该苯并菲单体为材料通过基板处理、摩擦配向、涂布等过程制备了光学补偿膜片。实验表明, 该苯并菲盘状液晶单体具有负的光学各向异性值(Δn=-0.060 8)、较宽的向列相温宽(54.6~166.4 ℃), 所制得的简易光学补偿膜片具有一定的补偿效果(Rth=137 nm)。该苯并菲类盘状液晶化合物可以作为光学补偿膜材料使用, 且制备方法简单, 原料易得, 收率较高, 易于实现大规模生产。

The joint transfer of frequency and one pulse-per-second time signals based on dense wavelength division multiplexing technology is demonstrated over a compensated cascaded fiber link of 230 km, consisting of two stages of fiber links with lengths of 150 km and 80 km . A bi-directional erbium-doped fiber amplifier is inserted in the center of 150 km fiber link to compensate for significant optical attenuation. After every stage has achieved the steady state by optical compensation, the Allan deviation of frequency signal of the cascaded system is 3.1×10^-14 at 1 s and 6.3 × 10^-18 at 10⁴ s respectively; the time deviation of time signal is less than 3.5 ps at an averaging time of 10² s to 10⁴ s. Further, it is verified that the stability of the cascaded link is the standard deviation of the stabilities of the two stages links for both frequency and time signals. After calibration, time synchronization is also realized and the accuracy is within 90 ps.

针对当前用于农药残留的现场检测仪器存在检测时间长、重复性差及抗温光干扰能力有限等不足，基于酶抑制法结合前置光路补偿及数据融合算法设计了一种稳定、可用于现场检测的便携式农药残留检测系统。该系统主要包括吸光度感知模块和信号数据融合调理模块。吸光度感知模块在样品水浴恒温前提下，增加前置补偿检测光路，降低温度及杂光信号干扰；数据融合调理模块将经光电转化及电路采集的信号分组融合，增强信号真实性。测试表明，该传感器系统具有良好的稳定性与重复性(相对标准偏差小于2.5%)，补偿光路的引入有效降低了外界光干扰。经实验证实抑制率高于70%的样品验证率达85%，且抑制率高于50％时不同农药检出浓度均在0.5~5.0 mg/kg范围内，满足现场检测需求。

提出了一种应用于光纤时间频率传递系统中时间信号的校准和同步方案。分析了基于光学补偿方式和波分复用技术的时频传递系统中本地和远地时间信号同步方案的原理，并完成了实验室内50 km 光纤链路的验证实验，时间同步精度为1.6 ps。在110 km 的商用光纤链路上完成了时间信号的同步实验，理论计算的时间同步精度为30.0 ps，对时间信号的误差来源进行了理论分析。

提出了线性双组联动型连续变焦光学系统的一种结构形式。该结构形式是对普通双组联动机械补偿式连续变焦光学系统的简化, 其变焦组和补偿组全部采用线性运动, 减去了控制变焦组曲线运动规律的变焦凸轮机构。在像面位移补偿过程中虽然会存在小量像面位移, 但只要像面位移量控制在允许范围内不影响系统成像质量, 给出了线性双组联动系统的具体设计原理和方法。