提出一种无需转动镜头,一次性瞬时完成周围360°目标成像的全景光学环带凝视成像技术.该技术采用平面圆柱投影方法,可实现超半球成像.分析了全景环形透镜PAL的成像特性,给出全景光学设计实例,利用所完成的原理样机实现了动态全景数字图像处理.成像结果表明该技术在管道测量、医用内窥检查、全景监控、周视监测等领域具有广阔的应用前景.

研究了一种利用惯性力测量加速度的全光纤加速度计,并分析推导出加速度变化对柔性盘应变的响应公式.在较宽的工作频谱范围(0～5kHz)内,实验结果与理论推导结果具有较好的一致性.这种光纤加速度计具有灵敏度高,质量轻的优点,采用相位跟踪零差检测技术可以实现加速度信号的高精度检测.

本文提出了一种基于光杠杆原理非接触式的纳米级微位移测量系统。该系统通过光学方法对微位移量进行放大，光学放大倍数高，该系统的理论分辨率可达4nm，实际测得静态分辨率小于10nm。信号处理采用基于高精度一维PSD的信号探测电路，并且通过设计有效地抑制了噪声和干扰。实验中使用PZT作为被测物的微小位移驱动器，与电容测微仪JDC-II所测数据进行了验证比较，系统所测得的数据证明了其正确性和可行性。并且该系统受温度影响小，结构简单，便于使用MEMS技术集成和微型化。

提出一种基于离轴法并采用椭圆光斑的光学微位移计量手段.模拟分析给出了椭圆光斑在线性度、灵敏度和动态范围等方面对探测性能带来的影响.基于这一微位移计量原理,在激光直写设备上制作了具有实用价值的圆光栅,这也表明半导体激光器可以取代传统的氦氖激光器并无需光斑整形.

介绍了一种新的胶合式全景环形透镜（PAL）,改善了全景环形透镜的设计自由度,使全景透镜承担部分校正色差的任务,简化后继透镜组的结构,减少杂散光生成,缩小长焦距全景环形透镜光学系统的体积,并扩大系统的视场。对全景环形透镜的色差和视场进行了理论分析,给出了选择新型全景环形透镜胶合玻璃材料的方法。设计了一个双片胶合式全景环形透镜及其后继转像透镜组,系统焦距为10.3 mm,总长170 mm,孔径为f/3.7,PAL最大口径为70 mm,光谱范围为0.486～0.656μm（可见光谱）。后继转像镜组由8片透镜构成,系统后焦距（BFL）为17 mm。实验结果证明系统像差校正良好。

介绍了一种基于光杠杆原理的光学微位移测量系统。该系统的理论分辨力为4nm，实验测得系统分辨力小于10nm。经过实验，验证了该系统的可行性。实验结果表明，该装置灵敏度及重复性好，结构简单，便于构成微电子机械系统——MEMS（micro electro mechanical systems），实现系统微型化及自动化。

全景环形透镜(PAL)利用平面圆柱投影法(FCP),将三维空间的像成在一个环形区域,由于其成像原理不同于人眼习惯的中心投影法(CCP),故不利于人眼的观察以及测量,极大地限制了PAL的应用领域.现提出了一种新的展开方法,实现了从FCP到CCP的转换,结果表明,三维立体空间环形像的展开效果良好,更符合人的观察习惯,极大地拓展了PAL的应用领域.

提出了测量全场应力应变的一种新方法.它可用于测量被测物体整个表面的变形量.这种方法为非接触测量,不影响被测量物的表面.其方法是利用全场激光衍射通过CCD采集计算机成像.编写数字图像处理程序对被测物表面变形信号进行处理取得被测物表面的全场变形信息数据,同时可以观察衍射条纹形貌以及变化全过程.

提出了用扫描法测量大口径长焦距镜面或透镜焦距的方法.这种方法是通过对一块Ronchi光栅的Talbot像与另外一个Ronchi光栅所产生的莫尔条纹转角的计量来测量长焦距;通过扫描对大口径范围内的整个区域进行测量.实验结果表明,这种方法能够实时地、非常精确地测量长焦距.