为了满足光电探测靶在室内大靶面测量的需要，提出了采用特定波长发光二极管设计符合要求的线光源。根据光电探测靶光电探测特点，分析了影响探测灵敏度的因素与光电探测接收器的光谱特性，提出了采用波长为680nm的红外发光二极管设计的大靶面线光源；分析了探测幕厚与弹丸弹长、探测器输出信号的关系；根据发光管的辐射光能、输出亮度及参数设计了线光源，并分析了光源设计原理。通过实验证明，所设计的线光源满足要求，提高了光电探测靶探测灵敏度，探测距离高迭2000倍弹径，作用视场约800，且光源功耗小，工作稳定。

为了获得大视场高分辨率的图像,提出了多镜头成像拼接的方法,并将该方法应用于经纬仪系统中。首先,结合经纬仪特点对几种可能的拼接形式进行了分析,并以4个镜头十字型两维拼接形式为例,建立了数学模型。然后,确定拼接镜头间的夹角以及相对位置关系,同时对经纬仪跟踪架的结构尺寸提出设计要求。最后,对拼接夹角精度进行复核标定。设计结果表明：在相机靶面像元数为1 280×1 024,像元尺寸为12μm,镜头焦距为400 mm的条件下,可获得方位方向最大6.6°,俯仰方向最大3.52°的视场。两个方向的拼接夹角的最大误差均在10″以内,能够满足图像拼接时单幅图像坐标转换到经纬仪坐标系下数据处理的需要,达到了增大视场的目的,扩展了经纬仪的应用领域。

由于CMOS、CCD探测器的广泛应用,及其分辨力的提高,人们对视频显微镜的分辨力提出了更高的要求。分析了大视场视频显微镜的像差特点,并利用光学设计软件Zemax进行光学效果的模拟,给出了数值孔径0.05,光学放大倍数0.25,视场直径为31mm,分辨力200万像素光学系统的设计结果。

平行光管是光学实验及计量检测的重要设备,它可以测量微小角度位移及平面的微小起伏。介绍一种特殊用途的大视场平行光管的结构研究与开发,主要用来进行角度测量。实验表明利用该设计方案,大视场平行光管的精度得到了较大的提高。

一般的平行光管,其视场角大多在±1°左右,而检测战斗机仪表的平行光管,其视场角要求达到±15°,为此必须对光学系统做特殊的设计。通过理论计算和Zemax光学设计软件的优化,给出了通光口径为Φ100mm、视场角为±15°的四分离式光学系统的实例,并介绍了物镜组制造时的材料检测、物镜组的加工、装配组合等相关技术措施。

大视场投影光刻物镜是光学系统中的一种特殊的形式,其设计加工要求高.针对研制的8英寸视场的投影光刻物镜,从光学设计要求出发,分析了影响光学系统成像质量的各种主要误差因素,通过ZEMAX模拟,确定了加工容差,并对其加工和装校过程做了阐述,对研制完成的物镜检验了其曝光分辨力和畸变特性,达到了系统设计的指标要求.

从主动光学成像系统的照明模型出发，研究了大视场情况下目标和景物的成像性质，分析了传输介质对照明和成像光束的衰减作用，得出了光学成像系统像面照度的计算公式，并对其衬比传递特性和视场大小对成像的影响进行了详细的分析，得出了小视场近似的条件，其结果可用于主动光学成像系统的设计、图像分析和目标识别。