从光学工程应用的角度对全国云量情况进行了研究，重点分析了全国陆地主要地区云量总体平均情况、冷暖半年、昼夜变化等三个方面云量历史数据，研究结果表明：全国陆地主要地区总云量和低云量分布区域基本呈北少南多的情况；冷暖半年云量分布有较明显的差别，暖半年云量高于冷半年的站点区域占全国较大面积；昼夜云量分布区别主要体现在西部地区白天低云低值区会有中高云存在。在云量总体平均情况、冷暖半年、昼夜变化的分析基础上进而讨论了全国云量区域的分级情况，结果表明适合光学工程应用的1级区主要分在北方。结果有助于了解全国适于开展光学工程应用的区域，并可为进一步研究云量对光学工程应用产生的定量影响提供参考。

光纤激光是20世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间，至今已有约15年的历程，取得了一系列同行认可的研究成果。学校光纤激光的研究主体依托于光学工程学科。光学工程学是学校的优势学科之一，近几轮学科评估中得到了很好的成绩，为光纤激光方面的研究提供了高水平的科研平台和人才队伍等；另一方面，光纤激光的发展也受益于学校学科门类比较齐全的优势和在学科交叉方面的有益探索与实践。文中从学科交叉视角，梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破，从科研范式演进、学科主体驱动、应用需求牵引和科教融合发展等四个方面分析交叉科学研究和交叉学科建设面临的机遇。

为了满足光电探测设备对不同温度环境下多波段的目标模拟需求，设计了一种便携式红外目标模拟器，选用可切换的黑体光源来进行照明，实现3~5 μm和8~14 μm的中波红外和长波红外的辐射特性。作为准直系统的平行光管口径为110 mm，考虑到中心遮挡问题，采用离轴反射式光学结构。在装调时利用该结构对300 mm口径的参考平面镜进行测量，测试结果PV值为0.356λ（λ=632.8 nm），RMS值为0.047λ。采用MSC. Patran进行建模，利用有限元分析方法完成了系统的光机热分析，在−10~50 ℃工作环境下，由温度变化引起的主次镜面形变化为纳米级别，对中红外波段可实现实时稳定成像，为光电探测设备提供宽波段的多种直接模拟目标。

铌酸锂晶体光学电场传感器为全介质结构，具有宽带宽、对被测电场干扰小的优点，但其灵敏度较低。因此，分析了晶体几何尺寸对传感器灵敏度的影响机理，得出通过增加沿外加电场方向的晶体尺寸同时减少晶体横截面上沿外加电场垂直方向的晶体尺寸来提高传感器的灵敏度。使用COMSOL仿真分析了铌酸锂晶体不同厚度、宽度、长度对晶体内部电场强度的影响，得出晶体厚度从15 mm减小到3 mm和宽度从3 mm增加到22 mm时，晶体内部电场强度分别提高约5.1倍和12.3倍；晶体长度从15 mm变化到55 mm时，晶体内部的电场强度变化仅约为5%。设计并研制出晶体尺寸分别为3 mm×3 mm×42.2 mm (x×y×z)，3 mm×6 mm×42.2 mm (x×y×z)，6 mm×6 mm×42.2 mm(x×y×z)的三只铌酸锂晶体电场传感器，并搭建工频电场测试平台，测试得出三只电场传感器的灵敏度分别为0.243 mV/(kV·m⁻¹)、0.758 mV/(kV·m⁻¹)、0.150 mV/(kV·m⁻¹)。当晶体厚度和长度一定且晶体宽度从3 mm增加到6 mm时，传感器灵敏度提高3倍。当晶体宽度和长度一定且晶体厚度从6 mm减小到3 mm时，传感器灵敏度提高5倍。结合仿真与实验结果得出：在晶体长度一定时，可以通过设计使用宽度更宽、厚度更薄的晶体，研制出高灵敏度的电场传感器。

针对现有小尺寸集群损伤修复及检测技术仍不完善的问题，重点研究亚表面缺陷多模态原位检测方法，从损伤样件表面损伤数量和尺寸、典型小尺寸损伤的形貌、光热吸收、荧光面积等多项指标进行了系统测量和分析，并开展了磁流变修复研究。研究结果表明：熔石英小尺寸损伤内部的吸收性杂质是影响元件性能的主要因素，在磁流变缎带接触到损伤底部前，损伤的整体吸收和荧光分布呈上升趋势；高重频激光对磁流变修复后的损伤辐照过程是一个由慢变快、由杂质到本体、由边缘逐渐向外扩张的过程，能够有效对磁流变修复后的表面进一步起到修复作用，可作为组合修复工艺的第三道工序。研究结果对光学元件检测表征体系的构建提供参考。

非球面柱面微透镜是一种重要的微光学元件，具有激光准直、聚焦、匀化等功能，在激光通信、光纤传感、激光雷达测距、激光泵浦等系统中具有广泛的应用。为了减小光电系统的体积、提升光纤性能，增大透镜数值孔径是一种常用的解决方案。提出采用折射率更大的硅作为低折射率石英基底的替代材料，使得微透镜在相同体积下数值孔径大幅提升，同时可以降低加工量从而提升制备效率。针对传统石英微透镜的制备方法不再适用硅基微透镜的问题，提出基于掩模移动曝光方法制备光刻胶非球面图案，使用多次涂胶和循环曝光方法，分别解决厚胶涂覆均匀性差及曝光掩模痕迹明显等问题，最终利用等离子体刻蚀技术进行图案转移传递，从而实现微透镜的制备。以数值孔径2.9的硅基非球面柱面透镜阵列为例开展实际制备工艺实验，所制备的微透镜列阵面型精度PV为0.766 μm，表面粗糙度Ra为3.4 nm，表面光洁与设计值符合较好，验证了制备方法的可行性。该方法有望促进非球面柱面微透镜列阵在紧凑化红外光电系统中的大规模应用。

星地相干光通信系统中，为了补偿大气湍流随机扰动造成的信号光波前畸变，提出了一种基于双探测器阵列和随机并行梯度下降算法的波前相干补偿技术。以区域光强度比作为光束评价标准，搭建了信号光波前补偿与解调一体的光通信仿真系统，并利用65阶Zernike多项式模拟大气湍流波前畸变。仿真系统采用正交相移键控调制方式，数据传输速率为10 Gbps。仿真结果表明，当误码率为10-9时，通信系统所要求的每比特光子数降低为原来的65.6%，当每比特光子数为14时，误码率降低为原来的2.6%。基于双探测器阵列的波前补偿技术可以补偿信号光波前畸变，降低光通信系统的误码率，为星地光通信链路的信号传输提供保障。

传统的线性渐变滤光片型高光谱成像仪，把线性渐变滤光片置于探测器窗口前，因线性渐变滤光片与探测器焦平面的位置差异，会产生光谱分辨率降低等问题。为了解决这个问题，设计了基于线性渐变滤光片的高光谱成像仪样机，整个系统包括望远系统、线性渐变滤光片元件、中继系统和探测系统四部分。将线性渐变滤光片置于望远系统的焦平面上，中继系统把线性渐变滤光片成像在探测系统靶面上，使线性渐变滤光片与探测系统焦面重合。高光谱成像仪系统的光谱范围为400~700 nm，谱段数为31，光谱分辨率为10 nm，视场角为±8°，焦距为55 mm。搭建样机并开展光谱定标与应用实验，效果良好。相比传统采用棱镜或光栅分光的高光谱成像仪系统，该系统省去了准直系统，具有体积小、重量轻、光通量大的优势，可为高光谱成像仪的小型化提供参考。