研究了在不同系统误差和不同目标算法下相干传递函数的重建质量，发现相干传递函数的重建比物体的重建更稳健。基于此，报道了一种用于傅里叶叠层显微成像术的子区域平移方法，以加速有限图像下的相干传递函数重构收敛速度，消除由周期性照明光源阵列引起的栅格噪声，实现图像的重聚焦，并使用相干传递函数去卷积提高图像的对比度。此外，研究了傅里叶叠层显微成像术的空域和频域数据冗余来恢复相干传递函数，发现至少需要大约40%的频谱交叠率来精确重建相干传递函数，比无像差条件下高出10%，为了相干传递函数的稳定性需要至少25张原始低分辨率图像。最后，讨论了稳定的相干传递函数重建所需的条件，并通过模拟和实验进行了验证。

由于仪器传递函数（Instrument Transfer Function, ITF）能准确反映仪器在空间频率上的响应特征，被广泛应用于仪器规范之中。目前多采用刻有单一台阶特征或不同周期正弦特征的平面测试板对干涉仪的ITF进行检测。针对平面测试板无法完成高陡度球面/非球面镜检测时ITF标定的问题，提出了根据球面台阶测试板标定高陡度镜面检测的子孔径拼接ITF的方法。通过超精密车削技术制作了球面台阶测试板，并对其进行拼接检测，根据梯度定位法和旋转矩阵完成检测孔径中台阶的定位及采样，利用傅里叶变换方法实现对台阶实测面形的功率谱密度求解，最后与理想面形功率谱密度做比获得ITF。对口径100 mm、曲率半径100 mm、带有同心圆环台阶结构的球面台阶测试板进行拼接检测以及数据分析，实验结果表明：在1 mm⁻¹的空间频率范围内，各个子孔径对高陡度镜面的检测水平平均可达到82.72%，具有较好的检测精度，随后ITF逐渐衰减，当空间频率在1.5 mm⁻¹左右时，仅能达到40%~60%。

为研究透射式GaAs光电阴极在不同波长入射光环境下的图像分辨能力，提出了一种基于散射传递函数的AlGaAs窗口层界面散射理论模型。制作了透射式GaAs光电阴极，利用不同波长入射光散射传递函数和点扩散函数变化，基于有参峰信噪比拟合对AlGaAs窗口层界面散射引起的入射光学图像退化程度进行了定量分析。结果表明，在相同的粗糙度下随着入射光波长的增加，入射光学图像的能量损失越小，成像质量越高，而三代微光像增强器不同波长入射光测试条件下极限分辨力变化趋势与仿真计算结果一致，可为后续提高透射式GaAs光电阴极分辨力提供了技术支撑。

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。