针对航测相机对地摆扫成像过程中的动态像移问题，采用两镜望远系统的矢量像差理论，将次镜作为像移补偿元件，通过次镜多维运动实现航测相机的综合像移补偿。次镜在对像移进行补偿的过程中会发生偏心和倾斜，导致次镜离轴，影响成像质量，因此，建立了失调折反光学系统成像模型，研究次镜像差场偏移矢量与次镜失调量之间的关系，并分析次镜多维运动对成像质量的影响。为验证次镜多维运动的像移补偿能力，搭建实验平台对该航测相机进行了实验室内以及外场成像试验。结果表明，采用该像移补偿技术的航测相机动态分辨率可达74 lp/mm，且像移补偿精度优于0.5个像素，达到设计预期。

基于移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface，MIPI）协议提出了一种应用于显示驱动芯片数据接口的物理层电路。针对数据传输对速度要求越来越高的情况以及失调电压会使输出信号的占空比偏离50%，进而影响高速采样准确率的问题，采用多级放大器形式实现了高速通道设计，并利用可编程电流源进行失调电压的自适应校准，减小了失调电压在传输中带来的误差。电路使用SMIC 110 nm CMOS工艺进行设计。仿真结果表明，自适应校准可以使-30 mV~35 mV的输入失调电压降低到-1 mV~1.2 mV，单通道传输速率达到1.5 Gbps，实现了高速、高精度的数据传输效果。

反射式高分辨力光学系统是未来机载望远系统的发展方向。当光学系统工作在航空平台，由于受温度变化、振动冲击等因素的影响，光学系统将存在失调误差，需要对其进行空中校正。建立了反射镜失调量与泽尼克（Zernike）系数之间的非线性函数数学模型，采用Bhattacharyya系数方法去除相关性强的失调量，减少空中装调的复杂程度，增加可靠性。经过校正某同轴三反消像散系统，计算结果表明，系统的波像差均方根值（RMS）减小到0.025 λ，与设计值相差小于0.014 λ，满足空中装调需求。

重力和温度作用会导致结构变形从而引起副镜姿态失调、像质变差等问题，如何获取副镜相对主镜的失调量是进行副镜姿态校正的关键环节。以2 m环形太阳望远镜副镜姿态校正系统为例，研究了基于小视场波前像差测量的副镜姿态校正方法。针对偏心和倾斜存在耦合，而在小视场中无法通过多视场的波前像差探测实现解耦的问题，分析了采用正则因子约束低灵敏度失调量和直接约束低灵敏度失调量两种方法的校正效果。提出了正则因子对失调量约束的两种实施方案：基于稳定0点位置的失调量调整和相对位置的失调量调整。根据失调量校正的灵敏度矩阵模型、波前探测系统的测量精度以及六杆机构的执行误差，分别从像质补偿效果、失调量求解精度和累积误差三个方面对不同的校正方法进行了仿真研究。仿真结果表明，以一定的正则因子对失调量基于稳定0点位置进行整体约束的校正方案，失调量的求解和系统的像质改善均能取得较好效果，该方法能够将波面均方根误差从0.495 9λ改善到0.006 2λ，且不会在连续的调整过程中引入较大的累积误差，该方案更适用于基于小视场像差测量的副镜姿态校正系统。

为了保证离轴三反空间望远镜地面装调阶段及在轨调整阶段的成像质量，本文基于矢量像差理论从内在机理层面揭示了轴向失调与横向失调对像差影响的耦合特性，重点分析了两类失调耦合特性产生的补偿关系：（1）针对轴向失调补偿横向失调，揭示了装调过程中系统像质可能处于局部极值的一类工况；（2）针对横向失调补偿轴向失调，提出利用在轨横向失调引入的像散、彗差补偿轴向失调引入的像散、彗差的补偿策略（离焦不能补偿）。本文以实验室现有的一套离轴三反系统为例，充分验证了解析关系的准确性。仿真和实验证明：当系统同时存在轴向失调和横向失调时，系统成像质量也可能达到衍射极限（1/14λ），但系统像质处于局部极小值；望远镜在轨处于失调状态且离焦较小时，可以优先通过校正横向失调以完成系统像质校正，RMS波前误差改变量小于0.02λ。

以光栅外腔半导体激光器的理论知识为基础，对Littman-Metcalf型外腔半导体激光器的工作原理进行了说明，并详细地讨论了外腔半导体激光器的线宽压窄以及模式选择机制，采用严格的耦合理论和光线变换矩阵推导了系统结构参数对光场耦合效率影响的计算公式。同时，对影响Littman-Metcalf外腔激光器输出激光线宽的几个重要因素进行了分析，重点讨论了系统中准直透镜位置失调导致的线宽变化规律。计算结果表明：合理地控制Littman-Metcalf光栅外腔半导体激光器的外腔参数可以将中心波长为785 nm半导体激光器的本征线宽压窄四个数量级，该外腔系统中准直透镜位置失调会影响系统出射光场与经外腔反馈光场之间的耦合效率，进而影响光栅外腔半导体激光器的输出线宽。