本文介绍一种新型单片机控制的多波长全自动太阳辐射计，该仪器是在本单位自行研制的第一代太阳辐射计的基础上对控制部分进行改进，从而使仪器更方便使用、更适应恶劣的外部环境、更小型化和有更高的性能价格比。本文就太阳辐射计改进的必要性、新型辐射计设计的方案、仪器组成、性能指标、软件设计、仪器定标及仪器应用进行了阐述。

用基于两个相同直角棱镜构成的气室，以不同的灵敏度分时测量气室的输出光强度，来测定大气消光系数，再根据科施米德（Koschmieder）定律计算大气能见度。测试结果表明，用基于直角棱镜的气室测量的数值与直接透射法所测的数值具有很好的相关性，相关系数为0．98；直角棱镜底面的轻度污脏对测量的影响可不考虑，该方法抵抗环境污染影响的能力较强，提高了长期可靠性。气室输出光束被聚焦后，用光纤束接收并传输到光电探测器，有效抑制了旁轴光束的干扰，光纤分布的不均匀性产生的附加误差小于2．0％。将暴露大气中的光学元件加热，控制了结露现象产生的影响。

为分析不同大气湍流条件下望远镜的分辨力,计算了非科尔莫戈罗夫（Kolmogorov）湍流条件下望远镜的分辨力。通过非科尔莫戈罗夫湍流条件下大气的相位结构函数推出望远镜长曝光和短曝光传递函数,进而推导了望远镜的分辨力函数,并得到望远镜口径无穷大时的长曝光极限分辨力与湍流功率谱指数β之间的关系,最后由望远镜的极限分辨力函数推导了望远镜的归一化分辨力函数。结果表明,β越小望远镜的极限分辨力越高,β越大望远镜的极限分辨力越低;不同的β,望远镜的短曝光和长曝光的最佳分辨力所对应的D/r0也不同。

对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量（如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等）。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在300范围内,自适应光学系统相位补偿效果显著,Strehl比基本大于0.4。然而随着热畸变效应的进一步加强,出现相位补偿不稳定性现象,补偿效果变差。另外,对自适应光学系统开闭环时的实验结果分别与薄透镜近似分析理论及几何光学近似理论作了比较。比较结果表明：薄透镜近似理论与未补偿时的实验结果吻合较好,而几何光学近似理论与补偿后的实验结果存在较大的偏差。

最新研制的湍流气象探空仪是将温度脉动仪附加在常规气象探空仪上，实现了两路折射率结构常数、温湿压常规气象参数、温度谱等测量。通过在合肥和长春的实验表明该系统具有较高的测量精度和稳定性，在高空低温动态条件下探空仪系统噪声与温度脉动仪地面常温静态条件下的噪声相当。探空系统噪声引起的等效折射率结构常数小于2×10^-18m^-2/3能服务于激光传输、大气质量评价及天文台选址等相关领域对大气光学湍流研究的需要。

为了减少非等晕性对望远成像系统性能的影响,扩大系统的有效视场,对宽视场望远成像系统的非等晕性进行了研究。首先采用多层相位屏法实现了非等晕成像的数值模拟,然后利用数值模拟系统计算了典型大气条件下（大气相干长度r0=0.1m）轴中心点与偏离轴θ角度目标点两者间的畸变波前均方差值,分析了系统口径D分别为1m、2m和4m对应畸变波前均方差值随偏离角度θ的变化情况。分析结果表明,畸变波前有倾斜项时,系统口径D越大,畸变波前均方差值随角度θ的增加上升得越慢,非等晕性的影响越小;去掉倾斜畸变时,系统口径D越大,畸变波前均方差值随角度θ的增加上升得越快,非等晕性的影响越严重。倾斜非等晕性随系统口径的增加而减少,对大口径的望远成像系统（D≥5m）主要考虑高阶波前畸变对成像的影响。

建立了微机械连续薄膜变形反射镜的静电力驱动理论模型,推导出微机械连续薄膜变形反射镜的变形位移和驱动电压的关系表达式,利用该公式、静电力表达式和弹性支撑的回复力分析了变形镜的稳定工作驱动、不稳定工作驱动和最大变形位移,讨论了变形镜的结构参数对变形位移的影响.所得结果对于设计微机械连续薄膜变形反射镜具有重要意义.