红外辐射的大气透过率计算作为红外仿真系统中不可缺少的一部分，要求同时兼顾准确性和实时性。文中以CIRTRAN软件包为基础，进行了基于VC＋＋平台的移植，并针对红外仿真系统进行了集成和优化。通过在不同条件下的大气透过率计算和在红外仿真中的集成运用，证明该模块的可行性。

提出了一种基于半导体光放大器（SOA）和改进的马赫-曾德尔（M-Z）干涉仪的全光分组交换的分组头提取结构和方案。通过讨论SOA-改进的M-Z干涉仪参数对系统性能的影响,从而得到使性能优化的系统参数。数值分析和仿真结果表明,系统在分组头和净荷速率分别为2.5 Gb/s和40 Gb/s时,系统提取分组头的对比度达到15 dB以上。另外,该系统还具有结构简单、可扩展性好和易于集成的优点。

提出了一种基于谱分析的白光光学相干层析术（OCT）的方法。使用卤素灯光源作为白光源，建立了迈克尔逊干涉仪系统。当从物体反射回来的光和从参考平面镜反射回来的光在相干长度以内，将发生干涉，干涉信号通过光谱仪进行分析，实际测得了系统的低相干波形，得到了相干长度为1．5μm的低相干信号，纵向分辨率精度高，有利于测量细胞级的生物体。

为解决大尺寸测量的环境性和高精度性的矛盾问题，介绍了一种可用于工业现场大尺寸零件精密测量的装置。该装置以双纵模热稳频He-Ne激光器为光源，其拍频频率约为729MHz，拍频波长约412mm；以拍频波长为测量基准，拍频波节点（过零点）为对准标志，用粗估的方法获取整数倍拍频半波长的长度，用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪（分辨率为0．08μm）测量最邻近节点到被测点的尾数长度。测试表明，此装置具有很好的环境适应性和同类仪器中最高的频差稳定度。整个测量系统可在0～20m范围内工作。测量不确定度优于±30μm／10m。

为了实现数字图像以光纤为通道实时传输，利用RocketIO实现数据的串行以及解串操作，建立了适合于经纬仪的数据传输系统。针对Xilinx的Virtex-ⅡPRO系列FPGA内嵌的RocketIO收发器模块，设计了用于经纬仪中数字相机的高速数据传输系统。结果显示，其单通道传输速率可达3．125Gb／s，数据延迟低于300ns，误码率低于10^-12，实现了数字图像高速、实时、远距离传输，满足了光电探测设备对于传输带宽的需求。

鉴于传统气室结构检测灵敏度较低的问题，设计了一种椭球体反射镜气室结构，建立了椭球反射镜的数学模型，给出了其结构参数与探测器接收光强之间的关系表达式。为了获得最大的接收光强，优化了椭球镜结构尺寸。当探测头直径为2cm时，所优化的椭球镜长轴为16cm，焦距14．96cm。实验结果表明，该光路结构可使探测器输出信号幅度提高约1．7倍，这将有利于后级电路的信号放大、数模转换等处理过程，从而提高气体浓度检测的灵敏度和精度。

视差现象的存在影响了望远系统测量瞄准的精度.针对平行光管法和视度筒法检测视差的局限性,提出了一种基于CCD图像传感器和数字图像处理技术的望远系统视差自动测试方法,论述并推导了视差的测试原理及公式,利用设计的测试系统实现了望远系统视差的数字化测试.给出的测试结果表明,与传统测试方法相比,该测试系统具有快速准确、定量直观的特点.最后分析了影响测试精度的因素.

研制了一种微型光纤光谱仪,介绍了其基本原理及结构,用微型光纤光谱仪对汞灯特征谱线进行了实验测试,通过对测试结果的分析得到了该型光谱仪的主要性能参数。实验表明,该微型光纤光谱仪的波长准确度小于1 nm,在采用芯径为50μm的多模光纤时,光谱带宽可以达到1.31 nm。

针对快速救护微型生化检测仪对其光学系统的微小型要求,设计了一种基于微型光谱仪的快速救护微型生化检测仪光学系统,实现了光学系统的微小型化。实验测试结果表明,该光学系统满足了快速救护微型生化检测仪光学系统的设计与应用要求。

介绍了近年来几种获取高分辨率人眼视网膜图像技术的原理及其优缺点。在介绍了自适应光学系统的核心部件——一种新型自主研发的可变形反射镜后，重点阐述了利用微小自适应光学系统对人眼波前畸变进行补偿，获得高分辨率的视网膜图像的原理及实验结果。介绍了高分辨率视网膜图像在医学上的最新应用，并展望了获取高分辨率视网膜图像技术的发展前景。