日盲紫外光学探测器可以精准的接收到电晕放电产生的紫外辐射。利用Zemax软件设计了一款定焦日盲紫外光学系统，该系统由五片球面透镜构成，工作波段240 ~280 nm，匹配靶面直径18 mm的紫外像增强器，F数为2.5，焦距为50 mm，视场角为20.4°，光学总长为72 mm。调制传递函数在空间频率20 lp/mm处全视场均大于0.8，最大畸变小于0.5％。分析了系统在−20 ~60 ℃的离焦现象，计算了各温度下的热离焦量，采用被动式机械补偿的方法校正了由温度变化产生的热差。最后，通过蒙特卡洛分析模拟，对系统给出了合理的公差分配，分析结果表示系统加工装配后仍具有较好的成像质量。

在高压电线运输电力过程中容易发生电晕放电现象，存在安全隐患，因此，进行电晕放电的检测十分必要。利用日盲紫外镜头进行电晕检测是检测手段之一。基于Zemax多重组态功能设计了一款大孔径宽光谱变焦镜头，目的是配合变焦范围为90 mm~165 mm变焦距紫外镜头应用，可在电晕放电信号检测时，全天候、快速准确找出损坏线路的位置。该镜头采用4组元、近对称结构型式，F数为1.4，可变焦范围在30 mm~55 mm，工作光谱波段为400 nm~850 nm，空间频率100 lp/mm处全视场MTF≥0.4，最大畸变≤±3 %，均采用标准球面设计，系统总长为110 mm，适用于0.847 cm（1/3英寸）CCD，能较好地矫正各类像差，满足各零件基本加工工艺要求。

安防监控镜头在保护人身及财产安全方面越来越重要，其中针孔镜头因其特殊的结构而被广泛运用。利用ZEMAX软件设计了一款用于公安取证，侦察，反恐及高温炉、工业检测等特殊场合的针孔镜头。针对光阑前置这种失对称的光学系统，通过控制其像散、场曲、畸变等几何像差进行优化设计。设计的镜头F数为2，焦距为6 mm，匹配1/4英寸CCD，工作光谱为可见光波段，空间频率100 lp/mm处全视场MTF≥0.48，畸变≤±3%。该设计结构简单，全部采用标准球面设计，光学总长小于22 mm，处全视场MTF≥0.48，畸变≤±3%。该设计结构简单，全部采用标准球面设计，光学总长小于22 mm，

对于长焦距摄远光学系统，大相对孔径意味着成像亮度更加优秀，但是也伴随着孔径边缘像差变差而难以校正的难题。利用折反系统减小光学系统总长，采用反射结构为基础，搭配前后两组校正镜构成光学系统，设计出大相对孔径，总长较短的摄远光学系统。光学系统工作波段为可见光波段，焦距1 000 mm，F数2.1，摄远比0.52，光学总长远小于焦距，遮拦比45%，全视场MTF在空间频率80 lp/mm处大于0.3，像面直径11 mm。该光学系统镜片全部采用球面镜，光学系统由2片反射镜和7片透射镜组成，结构紧凑，成像质量好。对摄远物镜进行公差分析，得出该设计公差较宽松。

精确去除骨架毛刺是干涉条纹骨架提取的最为关键的一个环节，可以应用于激光的干涉条纹检测。提出一种基于骨架特征的去除干涉条纹骨架毛刺算法，算法的主要方案包括：获取骨架的特征点、八邻域链表追踪。首先对像素点进行逐个扫描，获取骨架的4种特征点：端点、节点、毛刺点、主干点，其次使用基于特征点的八邻域链表算法提取所有毛刺点、主干点，然后基于节点进行差分运算并剔除毛刺，最后对处理后的图像进行迭代处理直到干涉条纹骨架毛刺完全去除。利用OpenCV机器视觉算法对毛刺图像去除进行仿真，得到的结果通过1 000个毛刺图片验证，毛刺去除的正确率达到94%。该算法相较于传统方案具有较高的针对性，保留骨架主干部分，去除其余毛刺部分，在干涉条纹检测方面具有广阔的应用前景。