围绕基于迈克尔逊干涉仪傅里叶变换光谱仪的动镜支撑机构——柔性铰链机构的柔节疲劳寿命问题，先通过相关公式计算选取出机构柔节的各个参数，并由这些参数建立机构的有限元模型；然后再根据材料属性参数，利用疲劳分析软件msc．fatigue，通过拟合疲劳寿命S-N曲线来对机构的柔节参数进行仿真验证。从分析结果可知：柔节破坏点的寿命循环次数均为5．83×10^5次，在Nf（1×10^5～1×10^7）范围之内，属于高周疲劳范畴，材料在此寿命循环次数内处于弹性范围，应力与应变成正比。验证了柔节各参数及材料的合理性，进而了解整个机构的寿命情况。

基于微透镜阵列多视角成像特点，利用几何光学原理，提出一种对物体进行三维数字成像的重构算法。利用这种算法，对CCD相机捕获到的基元图像阵列进行重构。与传统的利用光学系统对物体进行重构的方法相比，该算法不再受到重构过程中遇到的杂光以及衍射效应等因素的影响，具有实时性好、清晰度高的优点。搭建了基于微透镜阵列的三维数字成像系统实验平台，利用此算法对实验中获得的骰子基元图像阵列进行重构，成功地重构出原始物体的三维立体图像，在理论上和实验上证明了这种重构算法的有效性和可行性，并对实验中影响成像质量的因素进行了分析。

针对90nm节点光刻投影镜头中使用的非球面存在高次项,且与理想球面偏离量较大的特点,基于像差补偿理论,设计了一种三片式结构的Offner补偿器来实现非球面的高精度检测。采用等量轴向球差补偿非球面各阶系数的方法,主动引入一定量的轴向球差,补偿光线在非球面法线方向的偏离量。结果表明,初级像差和高级像差可很好地平衡,使剩余像差很小;MTF远远超过衍射极限;系统工作波长为632.8nm,F数为1.64,均方波差RMS〈λ/1250;系统轴向像差〈0.47μm,满足基本干涉成像条件;各方面指标均满足高精度检测补偿器的设计要求。最后,根据现有检测装置的精度对所设计的结果进行了公差分析,给出了较宽松的公差容限。公差分配后,系统综合残余波像差〈0.00727λ,满足系统装调精度要求。

基于Cook结构补偿镜提出了一种球面折反型望远系统。该系统将传统折反结构中的非球面球面化并用基于Cook结构的补偿镜代替传统的前置大口径补偿镜。将该镜置于次镜之后，其直径减小了很多，支撑结构也变得简单易行，整个系统容易制造。系统光学性能如下：全视场为0．5°，相对孔径可以做到F／7，遮拦比为0.42，MTF衍射极限为0．45@50pl，设计、加工和装校后总的MTF可以做到0．40@50pl，非常接近衍射极限水平。

在傅里叶变换光谱仪研制中,基于迈克尔逊干涉仪的动镜机构研制是技术难点之一,而柔性铰链机构则是动镜机构的核心部分。利用简单的平行两杆机构为基体进行复杂化设计,得出一种新型柔性铰链机构并对其进行原理分析,利用有限元分析软件Patran和Nastran对其进行模拟计算,并和传统的平行两杆机构理论计算结果进行分析比较。结果表明,新型柔性铰链机构不仅使动镜的垂直耦合位移量缩小到原来的1.4%,而且将动镜的运动自由度有效地降至一维,为后续研究者提供参考。

讨论了激光陀螺超光滑光学反射镜基片的加工和检测技术,并给出了超光滑光学基片的非接触光学测量仪和原子力显微镜的测试图。还论述了原子力显微镜测试的准确性以及超光滑光学表面的分形特征。

本文给出近场光学相控阵扫描的理论分析及计算,并得出结论当相控阵单元规则排列并发生近场干涉时,相控单元的尺寸可取得比波长长,而且相控阵在给定的扫描方向上只有一个扫描亮点.

提出了一种基于弯月镜结构补偿镜的球面折反型望远系统，提出的新结构将传统折反系统中的非球面球面化，将基于弯月镜结构的补偿镜置于主镜与次镜之间代替前置大口径补偿镜，构成了双通光路，起两片透镜的作用。补偿镜直径仅是入瞳的1／3，因此质量比前置大口径补偿镜的RC望远镜轻巧，支撑结构简单。新型相机镜头的光学性能如下：全视场为2°，相对孔径可作到F#7，遮拦比为0．33，MTF衍射极限为0．40@70pl／mm，波长为400～1100nm，加工和装校后总的MTF〉0．35@70pl／mm。新型光学系统使光学元件制造容易，装校公差比传统的R-C结构宽松2倍。无前置校正镜的光学结构使机械结构简单，装调容易。

对红外傅里叶变换光谱仪动镜支撑机构的核心部分—柔性铰链机构进行了研究。以柔性单补偿杆式机构为基体,设计出一种柔性双补偿杆式机构。利用有限元分析软件Patran和Nastran对其进行了模拟计算,并和目前国内最好的柔性单补偿杆式机构进行比较。然后,根据模拟计算得出的结构参数加工出简易实物,并对实物进行了实验测试及误差分析。结果表明,在模拟计算中,柔性双补偿杆式机构使动镜的垂直耦合位移缩小为柔性单补偿杆式机构的6.8%;误差分析认为柔节的长度公差是引起动镜垂直耦合位移的一个重要因素。因此,若要提高动镜支撑机构的精度,加工时必须严格控制与柔节相关的尺寸公差。