描述了相干检测偏振共焦扫描显微成像技术的原理、方法和实验结果，给出了成像条件，并用这种技术分析测试了掺杂半导体纳米材料ＣｕＣ１和ＴｉＯ２聚乙烯薄膜的局域双折射性质和偏振特性。

为了解决传统声光可调谐滤光器(AOTF)成像模糊的缺点,设计了一种新的AOTF.该器件通过在传统的AOTF的出射孔后面放置一个自行设计的等边色散棱镜来实现对衍射光的色散展宽进行补偿,明显地提高了成像的对比度和空间分辨率.将此器件附加在传统光学显微镜上,获得了一种新型的光谱显微成像仪器.其光谱分辨率在575nm波长处为4.2nm、成像空间分辨率为2μm、图像采集速度为毫秒量级.为基于AOTF的光谱成像技术在生物医学等领域的更广泛的应用奠定了基础.

在运用共焦显微术及低相干显微成像术等进行光学断层成像时,要将光束聚焦到样品内部以便实现光学断层成像,然而由于生物组织等的折射率与盖玻璃以及浸液不同,因而会引入很大的球差,从而使入射电磁波发生畸变.分析了由于多层折射率不一致而引入的球差的大小,并运用所得的公式计算了折射率不一致对光在样品中穿透深度及焦面附近光场分布的影响.

激光扫描共焦显微术和多光子显微术等新的显微成像技术可以对厚的生物样品实现光学断层成像,因而在生物医学诊断领域具有重要的应用前境.在Fried的一维分辨度理论的基础上,系统地讨论了运用共焦扫描荧光显微术在进行光学断层成像时,其光学断层平面分辨度与信噪比之间的定量关系,建立了实际显微成像系统平面测量精度的定量计算方法.所得出的结果对于选择共焦扫描显微成像系统的最佳参数及评价所设计的显微成像系统的性能具有重要的意义.

上海光源（SSRF）光束线站上使用的精密光学狭缝要求重复精度小于1μm，在精密狭缝安装到光束线站前需要在线或者离线对其进行重复精度测量。提出了基于高分辨率CCD和高倍率镜头的机器视觉测量系统，设计出一种图像多级滤波的数据处理方法，从而实现了精密光学狭缝重复精度的测量。测量之前，通过测量系统对光学分辨率板标准小孔采集图像，完成了高倍率放大镜头倍率标定。利用代数均值滤波、统计中值滤波、最小均方误差滤波有效降低图像随机噪声。提出将狭缝图像二值化，并将狭缝刀片移动前后两帧二值图像差值，从而得到狭缝的重复精度。该系统的测量分辨率达到0.3μm。结果表明，该测量系统能够满足精密狭缝的重复精度的测量。

介绍了在细胞及亚细胞结构与功能研究中发挥至关重要作用的各种现代光学显微镜,包括近场显微镜、共焦扫描显微镜、双光子成像显微镜、图像恢复显微镜及时间相关单光子计数技术,着重描述了后两种系统的工作原理及先进功能.

开发了一种导电薄膜热膨胀系数的实时测试系统，即显微成像与数字图像相关方法相结合的测试系统。利用该系统在线实时测定了SnO2导电薄膜的热胀系数随温度变化的关系曲线，并进一步可得到膜与基体间应力的变化规律。结果表明：该系统能较准确地测出SnO2薄膜与陶瓷基体各向异性的热膨胀系数；根据试验结果及现有理论可以计算出基体与膜之间的最大应力以及基体内部的应力随温度的变化情况。

油液的污染度等级检测是提高设备工作可靠性和延长使用寿命的重要手段。传统的检测方法多基于实验室离线式检测，不能满足工业现场实时性的要求。该系统结合显微成像和图像处理技术，进行了相关的软硬件设计，并根据油液图像的特征，提出了一种基于平均背景的颗粒识别算法，快速、准确地提取出了颗粒图像，为后续油液污染等级的界定奠定了基础。经过工业现场测试，该系统测试结果较为准确，为油液污染度检测提供了新的途径和方法。