大口径长焦距透镜的波面检测目前仍没有一种行之有效的方法。为解决此问题，结合塔尔博特效应、叠栅条纹检测等现有技术手段，提出一种通过子孔径波面二维扫描对长焦距大口径透镜进行波面检测的新方案，并改进传统测量光路，兼顾测量精度和工程化，完成测量样机的研制。该方案通过子孔径波面二维扫描的方法获取子波面斜率，再通过以泽尼克多项式为基底模型、奇异值分解的模式法重构波面。经与WYKO激光干涉仪测量结果比较验证，测量方案正确可靠，测量样机能够应用在实际测量中。

A novel direct writing technique using submicron-diameter fibers is presented. This technique adopts contact mode in the process of writing, and submicron lines with different widths have been obtained. Experimental results demonstrate that the resolution of this technique can be smaller than the exposure wavelength of 442 nm, and 380-nm-wide line is achieved. In addition, the distribution of light fields in the photoresist layer is analyzed by finite-difference time-domain method.

提出了一种利用微纳光纤笔(MNFP)直接写入亚微米线条的技术,利用微纳光纤笔在光刻胶表面接触式扫描,从而曝光产生亚微米线条。热熔拉伸和湿法刻蚀两步工艺相结合的新方法被用来制做微纳光纤笔。实验研究表明,直写分辨率可以达到稳定的200 nm线宽。这一分辨率已经突破了曝光波长(442 nm)的衍射极限。结果也显示了,通过改变光强,微纳光纤笔可以直写曝光出亚微米范围内宽度可变的线条。

根据光栅光阀的工作原理，在结构上对传统的光栅光阀器件进行了改进,分析了改进后光栅光阀器件的光学特性、结构特性，以及制作工艺流程.改进后的光栅光阀结构中硅基底上设有二氧化硅隔离层，隔离层上沉积无定形硅作为牺牲层，可动梁的材料是氮化硅，固定梁为蒸镀的金属铝层.通过离子刻蚀的方法刻蚀图形，用化学腐蚀方法掏空牺牲层得到所需桥梁状结构.研究表明改进后的器件黑区范围小，驱动电压较低，光学效率较高，具有潜在的应用前景.

提出了一种基于数字菲涅耳全息和离散余弦变换的数字水印技术。利用全息技术得到原始水印图像的菲涅耳全息图,之后将其嵌入宿主图像离散余弦变换域的中频系数,将水印添加位置和光学系统的几何结构参数作为恢复水印信息的密钥,并且算法属“盲数字水印技术”,从而该算法具有较好的安全性和实用性。对算法的测试结果也表明,该算法对噪声、滤波、剪切、旋转、有损压缩等常见的图像处理操作具有较高的稳健性。因此,该算法具有一定的实用价值。

提出了一种光刻胶厚度测量方法，即双光谱法。采用AZ4620 正型光刻胶甩胶于平面玻璃基片，以椭偏仪测量的结果为基准。通过双光谱法的测量，检测经过基片的出射光相对入射光强度的变化，达到测量胶厚的目的，结果偏差在2%以内。与传统的膜厚检测方法相比，有计算方法简便，可操作性强等优点。针对光刻胶有曝光的特性，双光谱法更适合于胶厚检测。

全景环形透镜(PAL)是基于平面圆柱投影法将围绕光轴360°的视场投影到环形平面上,具有景深无限远,图像映射关系为线性特点,在机器人视觉、监控和虚拟现实领域有着重要的应用。实际应用中需要将环形像无失真的展开为常规平面像,此过程需要进行插值处理,三次样条插值精度较高,但是速度很慢。文章采用Bezier曲面的插值算法,并针对全景图像的特点,提出了Bezier曲面的全景图像快速插值算法,使得图像分辨率比样条插值和双线性插值得到改善的同时,插值处理时间比三次样条插值缩短了80%左右。

针对单层衍射光学元件的不足,介绍了一种新型的多层衍射光学元件,通过层叠多个具有不同材料色散特性与相位高度的单层表面微结构,增加元件相位分布函数中的可变因子,实现波段内各波长光波的等效相位调制等于或接近2π的整数倍,双层衍射光学元件在0.4～0.8μm可见光波段的理论衍射效率可以达到96%以上.利用双层衍射光学元件替代萤石透镜校正混合光学系统的二级光谱,设计并制作了一套长焦距物镜,并利用系统调制传递函数评价了多层衍射光学元件衍射效率,测试结果表明衍射效率在整个设计波段内以较高的数值平均分布.

全景环形透镜将折反射面集成到一起,能无扫描地瞬时得到围绕光轴的360度超大视场,在机器人导航、视频监控和虚拟现实领域得到了广泛的应用。其成像机理是将围绕光轴的视场二次反射投影到环形平面上,图像存在严重的切向和径向畸变。本文根据全景环形透镜的特点采用基于球面透视投影模型对图像进行校正。首先建立含有畸变参量的全景环形透镜校正模型,将空间直线点映射为球面点,然后使用遗传算法将球面点拟合为球面上的最佳大圆,求出变形校正参量,进而校正全景环形像。仿真和真实图像实验表明,环形图像的切向和径向畸变得到了很好的校正。

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.