根据1／2波节自聚焦（GRIN）透镜中光的传输特性，提出了一种新颖的测量微小角位移的模型，通过对模型中光线传输和几何关系的理论分析，推导了待测角位移与光耦合效率之间的传递函数.针对模型对测量范围的限制，提出了一种可行的拓宽测量范围的方法．研究结果表明，该模型不但测量范围宽，而且测量准确度高，线性度好．

研究了采用新型的GRIN透镜的微胶囊内窥镜成像的工作原理.根据近轴子午光线方程,用矩阵分析法分析GRIN透镜成像原理,并提出自动调焦、CCD光电转换、图像传送和无线传送电能等的实现方法.为研发微型生物医学仪器提供了必要的理论基础和重要的技术方法.