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.

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见／紫外双波段光学系统的新方法。在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件，有效校正了色差及球差；同时利用谐衍射设计，使可见／紫外双波段共用同一二元光学元件。利用光纤面板对像面的补偿，既校正了场曲，又满足半视场0-15°为可见波段，15～35°为紫外波段的实际应用需求。完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作。所研制的系统经测试，在F数为1的条件下，弥散斑小于60μm，与传统的球透镜相比．光斑缩小了1／3。

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见／紫外双波段光学系统的新方法。在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件，有效校正了色差及球差；同时利用谐衍射设计，使可见／紫外双波段共用同一二元光学元件。利用光纤面板对像面的补偿，既校正了场曲，又满足半视场0-15°为可见波段，15～35°为紫外波段的实际应用需求。完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作。所研制的系统经测试，在F数为1的条件下，弥散斑小于60μm，与传统的球透镜相比．光斑缩小了1／3。

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。

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.