为了对用于全数字对焦的点扩散函数模型进行定量分析，提出用原始图像与处理所得图像的均方差进行性能评价的方法．点扩散函数模型分别被用于全数字对焦处理，并通过基于点扩散函数的图像恢复，完成全数字对焦的功能模块和评价模块．结果显示，高斯型点扩散函数模型具有最佳的性能，在评价指标方面优于均匀扩散模型和基于刃边响应的点扩散函数模型．高斯模型能够恢复出更接近于准确对焦的图像，而且对被成像物体没有直边特征的限制。

在流体力学不稳定性实验中，实际X光强度分布经过成像系统后会发生改变。要准确得到实际的光强分布，必须对系统的调制传递函数进行精确地测量。通过对刀口图像分析得到了系统的线扩散函数，再对其进行傅里叶变换得到调制传递函数，最后通过维纳滤波和约束最小二乘方滤波两种方法对图像进行了重建，得到比较清晰的边界情况和图像轮廓。

偏心摄影验光（EPR）是测量人眼屈光状态的一种简便方法。在分析偏心摄影验光仪中新月形的形成过程和瞳孔像的光强分布时，目前所有的方法都是利用几何光学理论并忽略光的衍射作用。为了提高理论分析的准确性，提出一种建立在波动光学基础上的空间变分析法，详细说明了形成新月形的空间变过程，并用计算机模拟出不同屈光度的近视眼瞳孔像及其沿子午方向的光强分布。对比几何光学理论的结论，该方法更为精确。

分析了星载成像光谱仪杂散光的来源和危害，研究了杂散光对此类光谱仪光谱测量精度的影响。介绍了用点扩散函数描述成像光谱仪杂散光的原理，推导了杂散光影响矩阵和杂散光修正矩阵的求解，给出了杂散光测量和修正的具体方案，并对测量和修正精度进行了分析。实验表明，基于点扩散函数的矩阵法可实现成像光谱仪杂散光的测量和修正。像元中心波长入射时，修正后有效信号降低不足1％，杂散光信号降低至少99％；像元中心波长和非像元中心波长同时入射时，修正后像元中心波长处有效信号降低7％左右，非像元中心波长处有效信号降低25％左右，杂散光信号降低近50％。最后，从原理上解释了杂散光修正效果受入射光波长影响的原因。

分析了星载成像光谱仪杂散光的来源和危害，研究了杂散光对此类光谱仪光谱测量精度的影响。介绍了用点扩散函数描述成像光谱仪杂散光的原理，推导了杂散光影响矩阵和杂散光修正矩阵的求解，给出了杂散光测量和修正的具体方案，并对测量和修正精度进行了分析。实验表明，基于点扩散函数的矩阵法可实现成像光谱仪杂散光的测量和修正。像元中心波长入射时，修正后有效信号降低不足1％，杂散光信号降低至少99％；像元中心波长和非像元中心波长同时入射时，修正后像元中心波长处有效信号降低7％左右，非像元中心波长处有效信号降低25％左右，杂散光信号降低近50％。最后，从原理上解释了杂散光修正效果受入射光波长影响的原因。

极紫外望远镜工作波段与可见光波段相差近两个数量级，其工作波段的衍射极限很低，达到30．036″，使该波段望远镜角分辨率的检测很困难。本文介绍了一种极紫外望远镜角分辨率的评价方法。该方法利用通用可见光波段面形检测仪器，检测出极紫外望远镜光学元件面形误差和装调误差，将检测到的与波长无关的Zernike系数代入光学设计程序，计算出极紫外望远镜工作波段的点扩散函数和环绕能分布，进而计算出望远镜在极紫外波段的角分辨率。实验结果表明，极紫外望远镜的角分辨率可以达到0．18″。该方法是一种快捷、有效的极紫外波段成像仪器的评价方法。

偏心摄影验光法是一种根据一定距离上拍摄的眼瞳图像测量人眼屈光状态的方法。为了提高测量性能，采用近红外发光二极管作为摄影验光仪光源并改进了光阑结构。目前利用几何光学进行理论分析时忽略了光的衍射作用。采用建立在波动光学基础上的空间变分析法以提高理论分析的准确性，对红外偏心摄影验光仪的空间变光学系统成像过程进行分析，并用计算机模拟出不同屈光度的近视眼瞳孔像。

针对宽场显微镜下三维显微图像由于光学系统影响产生模糊的问题,分析两种基于线性图像恢复算法在该方面的应用.从理论上、算法实现上和处理的结果上系统地研究了其优缺点,并在此基础上提出了该线性算法适合二维图像处理.

在共聚焦显微镜中，光源和探测器是有限大小的，成像过程是部分相干的，有必要分析光源对系统分辨能力的影响。首次利用部分相干成像理论分析了共聚焦显微镜成像过程，得到在相干光是点光源、均匀光源和高斯光源的情况下系统轴向光强。给出模拟结果，发现当光源和探测器都小于会聚透镜的艾利斑，且它在样品空间的数值孔径增大时，系统轴向分辨能力会提高且不受光源大小及光强分布的影响。

开发了基于针孔像分析法的视频光学传递函数测试装置.测试装置采用CCD为像接收器件,通过针孔像分析,一次获得光学系统的二维传递函数.根据频谱分析理论,结合物频谱校正和空间频率对应等因素,研究了测试组件,包括针孔直径、准直物镜焦距、CCD像元尺寸和显微物镜放大倍数等参数设置对空间频率对应及测试精度的影响;采用胖零设置和多幅图像平均法降低噪音影响,根据各组件自身的传递函数修正其对测试精度的影响.50mm标准透镜的比对实验结果表明,采用本装置和本文建立的数据处理、误差校正方法,调制传递函数测试精度为±3%.