KBAX射线显微镜为非共轴、掠入射软X射线成像系统，集光立体角很小，像质又要求非常高，这使得四个反射镜的安装位置要求相当严格。通常的位置或角度计量工具，在激光聚变靶室内空间受限的条件下，很难达到这么高的精度。因此为了保证KBA的成像质量，采用精度4″的测角仪使双反射镜的夹角误差小于20″。掠入射角对成像质量影响很大，为了使掠入射角小于10″，用自己设计的光路系统保证了掠入射角的精度要求。KBAX射线显微镜系统的主镜的孔径角4×10^-6sr，无法实现锐聚焦。因此设计了一个辅助物镜代替它的主镜以实现锐聚焦。在某大型激光装置上进行的惯性约束聚变诊断实验中，运用这些方法所装调的KBAX射线显微镜获得了靶标（周期20μm，线宽6μm的无金膜镍网格）的清晰图像。

X射线掠入射显微镜的反射率除了与掠入射角有关之外，还与反射表面的粗糙度密切相关．以设计的非共轴掠入射KBAX射线显微镜系统为例，讨论了掠入射下X射线从金属表面和单层膜表面反射的两种情况．分析了波长为0．83nm时，表面均方粗糙度（RMS）对反射率的影响，并计算了该系统的X射线反射率．分析结果表明RMS增大，反射率会降低；无氧铜的反射率为0．021，单层膜的反射率为0．049，因此KBAX射线显微镜可采用镀单层膜的方法加工．

提出了一种设计长焦深小焦斑衍射光学元件的方法．该方法采用ZEMAX光学设计程序，利用能量守恒原理求解目标函数，并综合考虑焦斑大小保持不变的要求，对目标函数进行了修正，通过修正后的函数来约束输出光束在焦深范围内的轴上位置，从而完成衍射光学元件的相位优化，并求得相应的工艺参数．该元件不但可以使激光束具有长焦深和小焦斑，而且还具有可加工性．焦深范围能达到2mm，焦深范围内光斑半径在5．32～10．48μm变化，与相同参数的传统光学元件相比，焦深增加了8倍，焦斑半径变化很小，而普通光学元件在此范围内最大焦斑半径达到102．9μm．该方法为长焦深元件的设计、加工与制造提供了可行方案．

本文系统的阐述了目视医用硬性内窥镜光学系统初始结构设计，讨论了内窥镜光学系统的成像原理，硬性内窥镜物镜、转像系统以及目镜的一般结构考虑，结合视放大率公式，计算了一种腹腔镜的物镜、目镜以及转像系统的外形尺寸，并给出了该腹腔镜的设计结果。

设计了一套由4个反射镜组成的非共轴掠入射X射线显微镜，分析了该系统的像差和成像质量。为了研制出高质量的设备，需要制定合理的加工和装配公差。研究了由于元件和结构参数（反射镜的半径，物距，掠入射角等）的误差而引起的高斯参数和像差的变化。首次用点列图和调制传递函数来定量评价图像质量降低的程度，并在此基础上制定了合理的加工和装配公差。在这些公差的约束下，研制成一套非共轴掠入射X射线显微镜，在激光引爆的惯性约束聚变的诊断实验中，用该系统获得了高质量的图像。