建立了一套基于LCOS校正器的人眼像差自适应校正系统,并为该系统编写了一套完整的控制软件。该系统采用哈特曼波前探测器进行波面探测,将探测所得波前畸变经过PC计算处理后转化为灰度图,再通过PC把灰度图发送给LCOS上进行波面校正,通过校正人眼像差的方式来提高系统成像质量。经过实测,系统波前误差得到大幅度降低。实测表明,该系统的控制软件算法可以实现低阶大像差情况下人眼视网膜高分辨率成像。

OVERHAUSER磁力仪探头中自由基溶液的激发是OVERHAUSER磁力仪工作的关键。研究了OVERHAUSER磁力仪工作原理和自由基溶液激发原理;研制了一种可控的OVERHAUSER磁力仪探头激发接收系统,系统包含主控系统、可控射频功率信号源和微弱信号放大检波等电路部分。实验结果表明,利用该可控激发系统能够准确的找出自由基溶液的激发频率;且能够得到自由基溶液的极化度与激发功率和激发时间的关系。

在白光干涉仪巾，白光光源的参数决定了干涉条纹的分布，对中心条纹的识别精度产生直接影响。采用不同光谱形状的光源或改善光源的光谱形状可提高零级条纹的可见度，利用多个门光光源构成组合光源来改变光源的光谱形状是提高零级条纹可见度的有效方法。在提出组合光源参数优化设计方法的基础上，理论分析得出了双组合光源和三组合光源优化设计的简洁公式。计算机模拟及实验结果表明，经优化设计后组合光源产生的干涉网，其零级条纹可见度大大增加，更有利于提高系统的测量分辨率。

随着我国对煤炭资源大力开采,矿山排土场的排弃量日渐增大,排土场边坡失稳问题频繁发生。实施边坡内部位移监测是保证矿山安全生产及运输的重要手段和措施。目前尚没有广泛应用的长期监测边坡内部岩土体位移的专用仪器。介绍了一种边坡内部位移监测系统,采用电磁信号发射及信号测距的思想进行设计,可以实现对矿山排土场边坡的内部岩土体动态运移情况进行监测。最终实现数字化、自动化、可靠性高,并能实施长期监测,具有预警功能的监测系统。

提出了一种新的多光栅单色仪,采用机械细分及电细分相结合,实现了紫外到红外光谱的高精度自动扫描。其控制系统以C8051F060单片机为核心实现对光栅转台、滤色片轮、反光镜的控制以及双通道数据采集,采用USB接口与计算机连接。信号调理单元可实现电压电流的自动切换及软件可编程增益,可连接光电倍增管、光电池等多种接收器。系统具有采样精度高、集成度高、自动化程度高及扫描速度快等优点。

以提高光学系统对测点正焦位置辨识精度为目标分析设计并行像散共焦系统。设计基于远心光路,采用20倍长工作距显微物镜作为系统物镜,采用2片正交对称配置的薄柱面镜组建像散镜组取代探测光路中的管镜,通过对像散镜组参数优化实现探测曲线过零点灵敏度的最大化,并利用像散原理的差动算法有效抑制了光学系统各种噪声和漂移对像散光场稳定性的影响,获得了高灵敏度、高稳定性、较好一致性的全场探测曲线。通过大量实验证明了优化像散镜组参数对提升探测曲线灵敏度的作用,证明了并行像散光场探测曲线有良好的稳定性,全场测点的正焦位置辨识精度能够达到50 nm。

针对步行器助行过程中存在的安全问题，研制了一套步态稳定性监测系统。阐明了该系统的工作原理以及系统设计方案；通过相应的校准实验和对步行器使用者所进行的临床测试，证明了该系统具有精确、实时、使用方便的优点，并有望在康复临床中得到进一步的应用。

根据自动控制原理，结合磁致伸缩致动器的结构建立了致动器传递函数模型，在此基础上设计了以TMS320C31为核心的致动器位移闭环控制系统。该控制系统主要由硬件和软件两部分组成。进行了致动器位移控制系统的开环实验和闭环实验，实验结果表明，该系统稳定性可靠、精度高，为致动器在实际精密位移控制中的应用打下了基础。

讨论了超级干分表的工作原理和优点，描述了超级千分表关键参数及其检测方法。其中，由于百万分表（纳米表，纳米测长仪）的技术难度最大，所以文中侧重讨论它的检测。大量实测数据表明：百万分表的测量重复性（标准偏差）在0．6～1．2nm范围内；在未作任何误差修正的条件下，示值误差=±（30～60）nm;以光波波长作为基准进行误差修正后，示值误差可达±（10～20）nm，细分误差≤±5nm。

研制了一套超声弹性成像实验系统。该系统包括B型超声诊断仪、高速采集卡、螺旋挤压装置和脉冲接收器等装置。利用该系统进行了超声体模实验和高强度聚焦超声（HIFU）及微波治疗热损害检测的动物组织实验。结果表明，超声弹性成像能够很好地检测出组织内部的弹性模量差异，而B超成像不能检测出，从而证明了该系统的可行性。