ISO 1993《测量不确定度表示指南》只规定了测量结果的一般评定和表示方法，没有涉及多渠道测量结果信息如何综合评定的问题。本文从信息论和自由度理论出发，提出一种按自由度加权定值及其不确定度评定的新方法，并成功地用于一个光学精密测量仪器的不确定度评定和一个光学标准器具的精密定值。这种方法充分利用了各种渠道获得的测量结果信息，统一了以往有分歧的处理方法。

针对现有光学非球面度计算方法不统一的问题,在分析常用方法特点的基础上,对于高次光学非球面度的计算提出最小最大残差法.寻找最接近球面,使其沿法线方向与非球面的最大偏离量最小,此时的最大偏离量即为非球面的最大非球面度.该方法适于计算机编程,计算结果准确,且可完全统一二次曲面和高次非球面的非球面度计算.

非共轴激光共焦显微技术是近年来激光共焦显微成像领域发展起来的一种新型成像方法。该成像方法将被测样品与照明光轴成一定角度放置,使得照明光轴与采集光轴形成一定的夹角,减小系统合成焦体体积、提高轴向分辨力。与传统的共焦显微技术相比,该方法可以有效兼顾激光共焦显微系统的轴向分辨力、工作距和视场大小。介绍了非共轴激光共焦显微技术的成像原理,详述了共焦theta显微技术和双轴共焦显微技术这两种典型的非共轴激光共焦显微技术的研究现状和发展趋势,简述了在双轴共焦显微技术领域的研究设想。

为解决光学检测中的误差分布问题,用实验方法验证其分布,对由人眼目视测量与光电测试光学透镜焦距进行测量,并提出采用熵方法确定概率分布类型,计算其测量结果及其测量不确定度评定,并对所得分布进行拟合性检验,证实该方法的有效性.

利用CCD摄像机采集像倾斜分划图像,建立线性回归数学模型,通过'目标移动法'和'亚像素定位边缘法'实现望远系统像倾斜的高精度自动测量.该方法可消除传统像倾斜测量方法中的主观误差的影响,图像处理误差小于10',使测量的结果客观化,易于实现光电自动测量.

研究CCD摄像器件和图像处理技术在光电自动化测试中的应用.在采用CCD摄像机、LCD图形发生器和数字图像处理技术的基础上,讨论光学多参数测量新方法及其测量系统,实现了焦距、视放大率、调制传递函数以及视差等参数的测量,并着重论述了光电自动定焦在光学参数测量中的应用.实验证实,该类光学参数测量方法比传统人工目视测量更客观、更准确,测量效率更高,可逐渐取代部分传统目视测量方法.

提出用部分补偿透镜进行非球面检验的方法.对部分补偿透镜的设计方法和要求进行了研究,针对3种不同参数的非球面设计了部分补偿透镜,结构比零补偿器更简单.分析了各种部分补偿透镜的非球面度补偿范围,证明用简单且易于制造的部分补偿透镜补偿不同相对孔径和非球面度的非球面.测量精度可达到λ/10.

为了建立光学计量标准的需要，研制了光学传递函数标准望远镜。研制中采用了一系列高精度的光学设计、制造和检测技术，本文总结设计原则和设计方法、光学结构参数测量、MTF准确计算、MTF测量以及MTF的不确定度评定等一些关键技术问题。最后，介绍标准望远镜的主要技术性能。实测结果表明，其MTF扩展不确定度达到轴上0．03，轴外06，是迄今国际报道的最好结果。

双轴共焦显微技术具有独特的非共轴结构,与传统单轴共焦显微技术相比可利用较低数值孔径物镜实现较高的轴向分辨力,且具有工作距离大、信噪比高等优势。对基于CCD虚拟针孔（VPH）探测的双轴共焦显微成像系统的空间分辨特性进行了理论分析,并构建了相应的实验系统,对其轴向响应进行了实验验证。实验中照明物镜NAi=0.117,采集物镜NAc=0.106,θ=45°,得出系统轴向半高宽（FWHM）为2.63μm,比同等参数（NA=0.117）下单轴共焦显微系统的轴向FWHM高出约20倍。

针对激光测距机瞄准轴与接收轴一致性的测量,提出了一种新的方法--矩形点阵法,并通过大量的实验验证了此方法的可行性.通过对结果的计算和误差分析,确定了此方法能够使激光测距机的发射次数在50次以内,测量精度达到10"以内.为激光测距机瞄准轴与发射轴平行性的自动测量提供了一种途径.