微光像增强器是微光成像系统的核心部分，其成像质量决定了对微弱光学信号的探测能力。像增强器的调制传递函数（ modulation transfer function，MTF）反映了系统对图像不同频率成分的传递能力，是像质评定的一种客观指标。本文基于狭缝法测试 MTF的原理，进行系统校准和采用分段加权最小二乘拟合实现曲线的平滑去噪，构建了微光像增强器的 MTF测试系统。具体是采用十字狭缝靶标进行测试得到线扩散函数（line spread function，LSF）曲线，然后对其进行去噪处理和离散傅里叶变换得到 MTF曲线，测试结果与德国 OEG-2MTF测试仪比较，误差率低于 5%，为研制高成像质量微光像增强器提供了一种有效评价手段。

针对基于相位调制的结构光用于深度获取时, 投影系统、图像采集系统光瞳中心不等高而引入测量误差, 提出一种测量系统校准方法。该方法以 N帧正交光栅像与一立方体物体为辅助, 根据光场中立方体边缘的阴影位置及其表面光栅栅线变形情况实现系统的粗校准; 通过计算立方体深度在光场水平方向引起的相位变化量, 指导系统的精校准。该方法可为基于结构光的深度获取装置校准提供理论指导, 为非经验装调工作者提供技术支持, 实验数据论证了该方法的有效性。

利用矩阵光学方法, 计算得出五角棱镜两种光学平行差的解析表达式, 分析五角棱镜光学平行差与工作面法向矢量夹角的矩阵关系.基于Agilent激光干涉仪角度测量系统和DHC三维转台搭建实验装置, 测量了Thorlabs五角棱镜的两种光学平行差.实验和解析式计算结果偏离度不超过4%.五角棱镜滚动角、偏摆角的变化等效于五角棱镜光学平行差的变化.通过坐标系变换, 五角棱镜的自身误差和系统在线测量误差可以被同时标定.该研究对五角棱镜的实际加工、测量系统标定, 以及高准确度面形检测提供了参考.

提出了一种3个激光线结构光传感器测量系统的校准方法.该方法避免了对测量系统结构参数的繁琐标定,只需对特殊设计的模块进行一次测量就能得到系统的校准参数,从而快速有效地实现CCD像面坐标向世界空间坐标的转换.实验证明,在100mm测量范围内能获得0.05mm的空间定位精度,并能有效地抑止光源散斑噪声对激光三角法测量精度的影响.这一方法已经在多传感三维测量系统得到很好的应用.