针对大型天文相机在旋转方向上出现的像旋现象，用无摩擦、无磨损、免润滑、易维护、分辨率高的柔性铰链轴系设计了一种快速微调机构，使其直接带动相机进行机械消旋.柔性轴系由八个倒圆角柔性单元均匀阵列分布组成，根据单个柔性单元的结构特性应用力学理论建立了该机构的理论模型，分析了刚度与结构参量的关系.进行了有限元仿真，并通过实验进行测试，结果表明：有限元仿真与理论分析最大误差为3.215%，实验测试结果与理论分析最大误差为4.875%，验证了理论公式准确可靠.通过理论公式建立数学模型，方便快捷地确定了该快速微调机构的最优结构参量，实现了满足技术要求并且工作力矩尽量小的设计目标.

为了提高红外导引头稳定平台动态性能，减小振动环境对其稳定精度和光电载荷成像质量的影响，采用基于变密度法的拓扑优化理论，利用NX/TOSCA软件，以刚度最大化为目标函数，以体积比约束为设计响应约束，对红外导引头稳定平台主框架进行了拓扑优化设计。对比分析了经优化设计和经验设计的主框架结构形式的刚度及模态振型。结果显示，经拓扑优化的主框架在动态性能有所提高的情况下，结构质量大幅地减小，最大变形量由3.2 μm减小到2.8 μm，一阶固有频率由1 567 Hz提高到1 953 Hz，质量减小32.4%，有利于导引头轻量化水平的提升和整机性能的提高。最后，通过振动试验和稳定精度的检测数据验证了主框架的动态性能，说明了拓扑优化结果的正确性，这种拓扑优化方法可为其他重要件结构设计提供帮助。

为了探测大气气溶胶1064 nm波长后向散射系数垂直廓线和大气水平能见度,研制了一台车载式1064 nm米氏散射激光雷达系统(MMSL)。介绍了该激光雷达系统的结构和技术指标,叙述了光学机械结构的设计与装校,解决了激光雷达系统结构的稳定性、激光发射光束与接收光学单元光轴的平行以及运输过程中的防振等问题。简要叙述了相关的数据处理方法,给出了该激光雷达与美国Belfort 6230A 能见度仪探测大气能见度的对比结果,两者具有较好的一致性。与较早前研制成功并已应用于常规观测的一台532 nm米氏散射激光雷达进行了大气后向散射系数的对比验证实验,两者的探测结果具有很好的相关性。结果表明,该激光雷达具有较高可靠性和准确性。

介绍了输出电流幅值为1 MA,电流上升时间为100 ns的快脉冲直线型变压器驱动源(LTD)模块的设计。模块由48个子块并联组成,每个子块由2个电容器和一个多级气体开关串联组成。48个开关由8路高压脉冲触发,每路高压脉冲(100 kV/50 ns)触发6个开关。电路模拟显示,在充电 90 kV条件下,输出电流幅值为1.04 MA,电流上升时间为84.5 ns(0~100%)和52 ns(10%~90%)。电路模拟时的参数设置以实验数据为基础,开关的工作条件与已研制成功的100 kA-LTD模块中的开关工作条件近似,模块设计工作于腔体注油状态以保证高压运行安全,能够保证模块达到设计要求。

对圆柱形复合腔结构微机械谐振元件进行了设计研究,提出了一种基于柱形腔结构的微机械复合谐振元件的设计方法,并对其结构及特性进行了研究.建立了复合腔结构的电磁场数学方程,腔体基于体微机械微细加工技术实现工艺设计,最后对该元件进行了仿真分析.TM010模式下,谐振腔谐振频率为24.313 299 GHz,Q值为3 529.707 890,考虑微带耦合时仿真出复合谐振元件的最佳谐振频率为24.75 GHz.仿真实验结果和理论值的平均误差不到1%,两者吻合得很好,说明了该设计的可行性.进一步改变结构参数,可获取不同谐振频率的?骷?且可在腔体中填充高介电常数介质来减小器件的谐振频率,克服了以往使用腔体结构在低频段时体积过大等问题.