当前对空间望远镜光学系统的要求是：在宽光谱范围内，系统具有分辨率高、质量轻等特点，衍射望远镜可以满足上述要求。利用Schupmann提出的消色差理论可实现系统宽光谱覆盖，采用平面衍射透镜做物镜可使系统轻量化，降低了成本。设计了一个物镜口径为1000mm，f／#=100，用离轴三反射镜做目镜的衍射望远镜。设计结果表明：系统在0．65-0．75μm波段，0．02°×0．035°视场范围内，得到了消色差，接近衍射极限的成像质量。

研究了两种曲面复眼成像系统，并首次将曲面场镜阵列引入曲面复眼成像系统，使其边缘视场的成像质量进一步提高，视场角进一步加大。进行了成像系统的建模以及光线追迹，两种结构的视场角分别达到60°和88°，整个系统的体积分别为0.9mm×0.9mm×0.5mm和0．9mm×0.9mm×0.25mm。文中给出了用激光直写设备在曲面基底上进行光刻来制作曲面微透镜阵列的方法。

对发光二极管作星上定标光源的可行性进行了分析研究。测量了LED的工作稳定性,对LED做了开合试验,讨论了它的电流特性。在真空环境下,分析了LED的冷热特性和抗辐射性能。结果表明,LED持续点燃1 200 h的衰减量<1.2%;其开合重复性很好,但存在10~15 min的不稳定性;改变电流会引起LED发光强度和波长不同程度的变化;温度的变化也同样会影响LED的发光强度、正向偏压以及峰值波长。真空状态下,由于传输介质不同,LED的发光强度会有所增加,但其封装材料真空挥发产生的影响不大;在抗辐射外壳的保护下,空间辐射对LED发光强度的影响不超过0.5%/a。经过分析讨论,证明将LED应用于星上定标是可行的。

介绍了重叠复眼及其优点.与并列型复眼相比,重叠复眼有更高的光能量利用率和更高的灵敏度.首次利用ZEMAX软件对重叠复眼进行了实例模拟,通过光线追迹,详细分析了其工作原理,并且将重叠复眼与并列复眼在灵敏度和光能量利用率两方面进行了对比,得到了前者比后者有更高的光能量利用率和灵敏度的结论.