非球面广泛应用于光学系统中。表征非球面的基本参数包括顶点曲率半径、圆锥系数以及高阶非球面系数，它们贯穿了非球面的设计、制造、检测、装调过程。对非球面参数的高精度测量是加工和装调的前提。提出了一种基于虚实结合干涉仪的部分补偿非球面参数误差测量系统。在该系统中，采用部分补偿干涉法测量剩余波前，复用干涉仪利用轴向扫描透镜的猫眼波前定位法测量补偿镜与被测镜之间的间距，采用虚实结合迭代算法进行参数误差求解。该系统仅需在部分补偿干涉光路中引入会聚透镜，装调简单，测量精度高。通过一个四次非球面参数误差测量实验验证了该方法的有效性和精度。

针对装备运输过程中可能遭遇侦拍的风险，结合运输安全需求，分析市面上常见的4类消费级侦拍装置(手机、卡片数码相机、单反相机和数码摄像机)的光电可探测性，并实现对各装置的有效干扰。通过搭建“猫眼”激光探测、激光干扰及回波信号接收系统，重点突破典型小口径侦拍装置的探测与识别，以及“猫眼”探测端与目标端的双向成像等理论和关键技术。在此基础上分析不同距离、干扰波长和孔径情况下可见光波段激光对“猫眼”目标的探测及成像干扰效果，并提出一种图像干扰效果评价标准及不同光学侦拍装置的有效干扰阈值。实验结果表明：典型光学侦拍装置在实验距离内具有良好的光电可探测性，并且可被有效干扰；在激光束完全覆盖镜头通光孔径时，目标与装置距离越近，激光束散角越小，波段越接近人眼敏感程度最大波段(555 nm)，激光光束产生的非伤害性成像干扰效果越好。

为实现面向自适应激光无线传能应用的大范围免调试激光器，对基于猫眼逆反射器的端面泵浦Nd: GdVO₄激光器开展实验研究；在补偿接收端的球差和场曲、优化激光器工作距离和接收端视场的基础上，分析发现发射端各透镜的场曲所导致的猫眼逆反射器离焦是限制其视场角度（接收端离轴量容限）的主要因素。基于Zemax软件对发射端场曲进行分析计算，并设计加工了矫正场曲的非球面透镜以避免接收端离轴情况下的发射端离焦，实现优化发射端视场的目的。使用优化设计的非球面透镜后，在5 m的长工作距离下激光器4.6°发射端视场内的输出功率均在其最高输出功率的50%以上，相比使用普通球面透镜时的结果得到显著的提升。对比理论设计和实验结果仍有一定差距，认为补偿激光晶体热透镜的像差是进一步优化发射端视场的关键。

建立了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波探测系统，记录了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波功率与猫眼回波偏振度数据并绘制了变化曲线，分析了猫眼回波特性的变化机理、CCD损伤状态与猫眼回波功率、偏振度变化之间的联系，研究得出：光学成像系统CCD探测器件受脉冲激光辐照产生点损伤、线损伤至全靶面损伤进程中，猫眼回波功率、偏振度变化与CCD损伤状态变化没有良好的相关性，提高损伤激光能量使CCD受到首个脉冲辐照时完全损伤，在0~8个脉冲损伤进程中，猫眼回波功率与偏振度先增大后减小，再增大最后不断减小，可以此规律对CCD是否完全损伤进行判断。