提出了一种基于模板匹配的亚像素处理方法，可以精确计算出在大口径长焦距测量过程中出现的莫尔条纹的角度。基于泰伯效应和莫尔条纹干涉的长焦距测量方法是一种高精度的焦距测量方法。理论分析表明：这种测量方法的精度很大程度上依赖于莫尔条纹角度的精度。之前是通过迭代算法在亚像素域中寻找莫尔条纹频谱的最大值点来计算莫尔条纹的角度。然而实验过程中得到的莫尔条纹往往会出现不同程度的弯曲和畸形，这会大大影响这种方法的测量精度。从改进测算角度算法这个角度出发，针对傅里叶变换后的频谱图，基于模板匹配的思想，对各种莫尔条纹进行二维正态分布拟合，找出频谱点精确坐标，从而精确测量莫尔条纹角度。理论分析和软件仿真表明：这种方法具有高精度、高稳定等优点，能有效提高长焦距的测量精度。

提出了一种基于全景环带透镜（PAL）的全景与长焦组合成像系统设计方法。该系统由沿光轴放置的反光镜单元、长焦单元与PAL单元组成。长焦单元通过二次成像的方式与PAL单元成像于同一传感器上，其像面利用了PAL单元中央的盲区。反光镜单元可绕光轴旋转与俯仰摆动，能将全景环带像面上的任意物点放大10倍。该系统在实现360°全景探测的同时还能将重点区域实时放大，且只使用单一光学系统与传感器，弥补了PAL单元的盲区。此外该系统还可计算环带视场中物点与光学系统的距离。系统总长约300 mm，最大口径为160 mm，PAL单元视场角为360°×(30°~100°)，长焦单元视场角为±3°，两单元全视场在100 lp/mm处的调制传递函数(MTF)值均高于0.55。

为了刻蚀出低损耗波导沟道,对光刻和反应离子束蚀刻(RIE)中影响展宽的工艺条件进行理论分析和实验实践,提出采用多次旋涂、消除芽孢、低温后烘和刻蚀、光学稳定等措施减小展宽,并对不能完全消除的展宽分析给出原因.实验结果表明展宽得到有效的改善.

提出了一种利用热应力改变镜面曲率的可调焦微光学自适应微镜。与传统自适应微镜相比,采用该原理制作的微镜具有驱动电压低和驱动力较大的优点,而且制作简单。以硅为基底进行了表面热氧化、光刻显影、HF酸刻蚀、KOH湿法刻蚀,溅射铝膜等微加工工艺的研究,获得硅铝双金属可调焦微反射镜4×4阵列,单元尺寸3 mm×3 mm,单晶硅基底厚60 μm,硅表面溅射的铝膜厚150 nm。该微镜的镜面填充率为100％,可变形镜面占总镜面面积的79％。利用激光波面干涉仪对可调焦微反射镜的动态性能进行了测试。实验表明,该微镜可产生单向连续变形,最大变形量15.8 μm, 非线性滞后27％,工作电压0～2.5V,可调焦范围∞～0.036 m。

提出一种无需转动镜头,一次性瞬时完成周围360°目标成像的全景光学环带凝视成像技术.该技术采用平面圆柱投影方法,可实现超半球成像.分析了全景环形透镜PAL的成像特性,给出全景光学设计实例,利用所完成的原理样机实现了动态全景数字图像处理.成像结果表明该技术在管道测量、医用内窥检查、全景监控、周视监测等领域具有广阔的应用前景.

分析了衍射光学元件在红外折/衍混合光学系统中特殊的热差特性,并利用衍射光学元件特殊的消热差和色散特性,设计并制成了3μm～5μm波段上适用于-45℃～60℃的红外无热化混合光学系统,且给出了测试结果.线扩散函数在80%能量内的光斑大小为33μm,接近一个像元的大小.温度测试结果表明,该系统在要求的较宽工作温度范围内性能稳定,像质优良,而且体积小,重量轻,结构简单.

针对基于Ronchi光栅Talbot效应的长焦距测量方法,分析了利用傅里叶变换求取莫尔条纹角度的准确度限制,提出了通过傅里叶变换的多次迭代逼近来提高角度计量准确度,从而提高长焦距测量准确度的方法,并在此基础上分析了这种方法的准确度极限.

通过数值计算模拟了K+-Na+二次扩散玻璃波导的折射率轮廓,阐述了利用K+-Na+二次离子交换的方法,在BK7玻璃上制作波导的过程,分析了极化率不同的扩散离子对的选择对波导有效折射率变化的影响,以及扩散平衡时体积变化对表面折射率的影响,描述了扩散引起的波导内部诱导应力变化.设计了测试波导损耗以及波导表面折射率改变的实验装置,对尺寸10mm×10mm×1.5 mm和10 mm×5 mm×1.5 mm两组BK7玻璃基片上的玻璃波导进行了测试,测试结果与理论吻合较好.

对采用BK7玻璃并经过K+ Na+二次离子交换法制备的波导，用数值求解分析了一次和二次离子交换所形成的折射率分布,并分析了影响折射率变化的原因。

提出通过对龙基光栅的塔尔博特效应所产生的莫尔条纹角度的计量来测量长焦距的方法.并在此基础上推导了长焦距的计算公式,分析了这种方法的测量误差.这种长焦距测量方法具有实时测量、精度高的特点.