为提高星地激光通信地面接收端探测灵敏度和分辨能力，减少信标光捕获时间和难度，基于星地激光通信链路和设计方案，结合自适应光学（AO）技术，设计了一套500 mm口径的星地激光通信地面接收端系统。该系统采用库德光路、共口径分光探测形式，包含卡塞格林天线、倾斜镜精跟踪、AO超精跟踪、AO波前探测等4个单元。天线物镜组采用同轴卡塞格林结构，结合折射镜组构成开普勒望远结构，兼顾体积和长出瞳距的需求。在精跟踪倾斜镜和AO倾斜镜之间设计了4f系统，解决校正光轴时的瞳面漂移问题。在波前探测器和变形镜之间设计了双远心系统，构建两者共轭关系，降低波前探测的轴向误差影响。采用光学被动式方法对4个单元进行消热差设计，提高系统温度适应性。最终实验结果表明：在10 ℃~30 ℃范围内，各单元波像差均优于1/10λ（λ=632.8 nm），满足设计要求，具有一定借鉴价值和工程意义。

双远心镜头具有畸变低、景深大的优点，广泛应用于机器视觉工业的在线检测领域。现在提供一种三倍率双远心光路的设计方案，以半反半透镜为界，将远心镜头分为物镜与目镜两部分，通过更换目镜，在原有物镜系统上同时实现不同的光学倍率，可满足同时观察物体的整体与局部的需求。运用光学设计软件设计出一款三倍率、低畸变、高分辨率的双远心镜头。该镜头的工作距离为100 mm，物方视场分别为100 mm和25 mm，光学放大倍率分别为-0.11×，-0.24×和-0.44×，满足低畸变（最大畸变小于0.05%）与高分辨率（145 lp/mm处大于0.3）等要求。并以此对视场大小与光学系统设计的关系进行研究。

为减小成像角膜曲率计沿光轴方向的对准误差, 提高角膜屈光度测量精度, 设计一种高精度成像角膜曲率计光学系统。光学系统包括成像系统和低相干干涉测量系统。成像系统由成像物镜、角膜和测量靶环构成, 其中成像物镜采用双远心光路设计; 低相干干涉测量系统采用光栅尺实现扫描反射镜的位移测量, 再通过低相干干涉信号对角膜顶点和测量靶环进行定位, 实现了对角膜顶点和测量靶环距离间的精确测量。成像物镜在最大空间频率为70 lp/mm处的调制传递函数大于0.4, 畸变小于0.05%。设计结果表明, 该系统结构紧凑, 成像质量好, 操作简单, 满足成像角膜曲率计对角膜屈光度的高精度测量需求。

为了解决传统立体显示器成像不满足人眼正常成像规律的问题,同时考虑到穿戴设备兼具质量小、体积小的特点,在计算分析光学系统参数的基础上,结合数字微镜元件(DMD)和压电可变形反射镜(PDM),利用Zemax软件设计出了具有多焦平面投影功能的光学系统。该光学系统由7片透镜组成,总长为200 mm,视场角为40°,采用双远心光路结构。对光学系统的整体分析结果表明,改变PDM的曲率半径,可实现多焦平面的成像。人眼根据自身的调节作用,在特定位置处可观察到由各个焦面位置处(屈光度范围为0~3 m ^-1)的二维图像重叠所带来的整体三维效果。最后对系统的成像质量进行分析,结果表明该系统在极限分辨率为37 lp/mm时,各视场处的调制传递函数(MTF)均高于0.4,性能良好,满足设计要求。

固态体积式真三维立体显示将三维目标体信息通过高速投影光学引擎，依据显示信息表面深度不同，分别投影到对应深度的显示体上。文章设计了用于固态体积式真三维立体显示照明光路中的中继系统，其放大率为-2，物方数值孔径为0.402，优化后畸变小于0.5%，大大提高了固态体积式真三维立体显示器照明系统的能量利用率和均匀性，降低了系统对光源亮度的要求，同时也减小了系统的发热量。