建立了一个基于新型光学／数字成像系统（三次位相板编码系—CPP系统）的信噪比模型．该模型主要考虑了读出噪音及散粒噪音两种探测器噪音，同时加入光学系统调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的影响，考虑不同空间频率下噪音对信号的影响，推导出频率信噪比模型．利用该模型对一个光学／数字成像系统进行信噪比分析，结果表明，利用该模型进行分析后此光学系统可达到的理论焦深扩展范围为5个波长．

为了寻找新的变倍补偿方式并降低设计变焦距系统时对经验的过分依赖,提出了一种光焦度分配及变焦补偿方法。首先以组元之间的间隔为初始量,把组元的运动形式作为自由量,通过计算公式求出满足间隔要求的光焦度分配和组元运动形式。这种方法在一定程度上降低了变焦系统光焦度分配的难度,同时为探寻新的变焦运动方式提供了新的思路。为了验证该方法的可行性,以三组式变焦系统为例,在同一指标下得到了4种不同的变焦运动方式。比较几种运动形式后认为三组全动型变焦方式为最优变焦方式。计算结果表明,得到的4种变焦方式的计算结果和优化后的结果都很接近,验证了该方法的准确性。

利用传统光学系统评价指标斯特利尔比和能量集中度来表征波前编码系统的成像特征，建立了系统“离焦不敏感性”的评价函数。采用所建立的评价函数设计了应用波前编码技术的三片式系统，系统焦深比原系统扩展10×以上。结果表明：新设计方法使得波前编码系统设计得以在流行的光学设计软件CODEV、zemax中实现，并可以很方便地控制“离焦不敏感性”和“图像可恢复性”之间的平衡，解决了目前波前编码系统设计时没有现成软件，没有成熟方法的问题。