设计了一种适合于计算机X射线扫描仪的新型激光扫描系统,其空间分辨率为10lp/mm。针对常用扫描机构的不足,用五角棱镜和聚焦物镜组成扫描臂取代传统的Fθ镜头,利用成像板的柔韧性实现圆弧形进片,扫描臂同时作为接收器收集激发出的荧光,从而简化系统结构,提高系统性能。利用所设计的光学系统,分析了激光光点大小对分辨率的影响,结果显示光点越小,系统分辨率越高。分析了系统中影响激光光点大小的因素,在高转速条件下对扫描臂进行了有限元仿真,计算了当入射光与五角棱镜入射面不垂直及五角棱镜存在安置误差时,对激光光点大小的影响。结果显示光点直径最大相对变化量为0.07%,表明所设计的激光扫描光学系统具有一定的容差性和实用性。通过实验验证了所研制扫描仪的性能,结果表明图像具有良好的视觉效果,能够满足工业检测要求。

从光学平行差入手,导出了有角度制造误差的五角棱镜的像方坐标系和作用矩阵,分析了角度制造误差引起的扫描激光束转向的波前误差,提出了调整五角棱镜的依据,有利于减小角度制造误差对大口径透镜望远镜波前测量的影响.

在大型望远系统的波前检测中,固定着五角棱镜的运动平台沿并非严格平面的导轨平台移动时,五角棱镜会发生微偏转产生扫描激光束转向的波前误差.用渥拉斯顿棱镜型双频激光干涉仪实时测量五角棱镜的运动误差,计算扫描激光束入射望远系统子孔径时的波前误差,修正此波前误差得到子孔径范围内望远系统自身的波前.

从五角棱镜的原理和特性出发，分析了在理想条件下五角棱镜的转向角不受入射角的影响，详细讨论由于五角棱镜加工角差和相对入射光束抖动对其转向角的影响，给出了相应的精确表达式。其中对于入射光在垂直于入射面抖动的情况，由于不能简单从二维几何光学关系分析，而采用了矢量分析方法，得出：当角差δβ=δθ时，入射角抖动对转向角偏差的影响可以忽略，而转向角偏差与制造角差几乎成线性关系。为五角棱镜用于计量测试误差分析提供了理论依据。结论对五角棱镜的制造也有很大理论指导的意义。

针对x射线工业检测，设计了一种适合于计算机x射线扫描仪的新型激光扫描系统。用五角棱镜和聚焦物镜组成扫描臂以取代FO镜头，利用影像板的柔性成圆弧形进片。同时扫描臂又用做接收器件来收集激发出的荧光，使系统性能提高，结构简单。根据进片方案，确定了扫描仪的系统控制方法，给出了控制过程时序图。计算了当五角棱镜存在安置误差时，对系统分辨率的影响，表明了设计的激光扫描系统具有一定的容差性和实用性。用实验验证了所设计制造的扫描仪的性能，结果显示图像具有良好的视觉效果，能够满足工业检测要求。