液晶透镜的液晶层内相位分布通常不是理想的抛物线结构，这给液晶透镜的成像应用带来限制。本文采用基于液晶的线性响应区域设计的电极结构制作液晶透镜，通过对液晶透镜工作时的前信息进行分析，测出液晶透镜的光焦度和光学像差。在由相机模块和执行调焦功能的液晶透镜组成的成像系统中，通过对经过液晶透镜后所成的图像进行定量研究。分析成像系统形成的ISO12233图标的图像，获得成像系统的分辨能力。结果表明，该液晶透镜驱动简单，光焦度与驱动电压差符合线性关系，可在-4.9~+5.2 D范围调节，同时具有低于0.05λ的光学像差。在成像系统的应用中，在对主镜头分辨能力影响不大的情况下，该液晶透镜表现出优异的调焦性能。

天基各类光学系统在成像过程中，受卫星轨道变化、姿态角变化等因素以及跟踪速度误差、平台及各运动部件颤振的影响会造成像移。像移会导致图像分辨率降低，图像模糊，严重影响最终的图像质量，因此如何抑制动态像移的影响已成为获取高分辨率清晰图像的瓶颈。目前已有的研究基本都是从单独的应用领域去分析像移的产生因素，没有系统全面的将天基光学系统像移的产生和补偿技术进行综合呈现。本文在简述像移影响机理及像移补偿技术的基础上，对天基成像按照用途分类，详细介绍近年来国内外在对地遥感、空间天文探测、火星探测和空间目标探测成像领域像移影响及补偿的研究进展。通过对国内外研究现状的跟踪分析，预测天基光学成像系统像移研究的发展方向，进一步提升对我国空间光学技术发展方向的理解，为我国航天光学技术和装备的发展提供指导。

提出一种基于阵列点源的光学遥感卫星像质评价方法，以轻小型、自动化的反射点源阵列作为检测参照目标，最小二乘法二维高斯模型拟合阵列点源影像获得像点坐标，结合地面点源位置测量获得遥感器地面像元分辨率；以点源影像像点坐标为基准，对阵列点源遥感影像数据进行位置配准与高斯模型拟合获得成像系统点扩散函数与调制传递函数值。试验结果表明：像点坐标的共线误差小于0.002像素，地面像元分辨率的相对偏差优于6.5‰，阵列点源可以综合实现光学遥感卫星的像质评价与辐射定标。

建立了基于焦平面探测器的红外成像系统成像的空间域和频率域模型；并分析指出，由于背景辐射的存在和红外探测器明显的响应非均匀性，只有系统经过良好的辐射校正，方能使其成像过程符合线性和空间不变性条件，使得相机可以采用传递函数来评价其几何成像性能。提出了针对基于焦平面探测器的红外成像系统的传函测试方法，能够有效地处理背景辐射的影响而且不受系统不均匀性的影响，试验和应用实践显示了该方法的有效性。