采用模块化的设计思想，制成了高质量且简单易用的音又光纤探针模块、模块化的扫描探头、扫描台等，从而研制出高性能，易操作的模块化的保偏近场扫描光学显微镜。

介绍一种超大孔径摄像镜头，其结构型式为复杂化双高斯型，主要光学参数为f′＝60mm，F＝0．7，β＝－1／13^×，L＝－650mm，系统达到MTF＝0．5的成像质量所对应的空间频率大于20lp.mm。对该镜头的结构特点进行分析讲讨论，并给出了各种橡差曲线，传函曲线和渐晕图。

本文利用反射式扫描近场光学显微镜观察了硫酸三甘氨酸[(NH3CH2COOH)3*H2SO4)](简称TGS)晶体的电畴结构和铝酸镧晶体的孪晶畴.横向分辨率约为50nm.对原有的Topometrix Aurora NSOM 系统作了较大的改进.采用音叉(tuning fork)检测光纤探针与样品间的剪切力取代了原有的光学法振动检测.对TGS的观察说明,反射式扫描近场光学显微镜适合研究垂直B轴切割的TGS(010)面的自发极化.对这种180°极化的多畴,可获得光学衬度较好的电畴分布图像.与形貌图像相比电畴与形貌无关.无论是新鲜解理的原子级光滑表面和表面水解的较为粗糙表面均可观察到分布较为均匀的电畴分布.采用探针发光的透射式和反射式观察铝酸镧晶体,发现只有反射式探测能够给出晶体表面的孪晶畴.

利用电场作用操控液滴面形获得非球面液滴透镜,并实时检测其光学性能,利用紫外光固化技术使液滴透镜固化得到固体非球面透镜.实验测量了液滴透镜的面形并经过图像处理提取面形轮廓,经多项式拟合得出液滴透镜的面形表达式.比较了不同强度电场作用下的液滴透镜面形,计算了主曲率随电场的变化规律,讨论了液滴透镜在电场中的变形机制;根据透镜面形表达式,采用光线追迹法得出了液滴透镜的焦距随电场的变化规律,结合ZEMAX软件计算了3550V时液滴透镜的最大波像差为0.32个波长,Strehl Ratio为0.74,及光学传递函数等参数,计算了所制作的非球面透镜的像差,为低像差非球面透镜的研制提供了依据.

剪切力模式近场扫描光学显微镜（Near—field Scanning Optical Microscopy，NSOM）的音叉探针间距控制系统中，用相位反馈控制和检测剪切力，同时采用比例＋积分（PI）技术实现对音叉探针振幅的反馈控制，使探针振幅在扫描过程中保持为恒定值．用相位信号作为探针与样品间距控制信号，分别在无振幅反馈和有振幅反馈两种情况下，以不同速率扫描得到标准CD_RW光盘光栅的两组图像，并进行了比较分析．实验表明，恒振幅反馈电路的引入有助于提高探针系统的响应速度和灵敏度，改善所得图像的质量及分辨率．

探讨了设计的大视场复眼定位系统的结构特点、定位数学模型、三维目标阵列、标定方法和定位特点。介绍了复眼结构和系统装置,建立了目标定位和多通道同时标定的数学模型。通过引入分光器,调整目标平面水平移动轴和目标平面的垂直性以及目标平面和复眼平面之间的平行性。然后,使用消逝点和目标共像点求得初始点和初始距离,得到目标平面上每一点的空间三维坐标。最后,求出目标阵列与对应通道的入射角度,提取出对应的目标像点重心,建立了各通道入射角度和像点重心之间的对应关系。实验结果显示,初步标定后的系统能对横向110°、纵向90°视场范围内的目标进行定位,距离定位精度在2%以内。提出的方案基本能满足复眼成像非线性标定的要求,具有一定的操作灵活性。

介绍了一种新型大视场、高灵敏度的复眼位标器，用于探测低空飞行目标并快速获取目标物体的运动参数。叙述了复眼模型的结构和制作方法，并利用Zemax对子眼成像通道光线追迹考察其成像特性。介绍了复眼标定与探测方法。采用基于LM算法的神经网络训练，建立各个通道精确的物像对应关系。为了检验神经网络标定算法的效果，采用传统的基于二次多项式拟合的算法进行校正对比。仿真结果表明，神经网络算法可以提供更好的精度，从像点可以准确地预测主光线的方向角（10^-3～10^-4rad），而且具有易于集成，方便快捷的特点。此外，进行了目标定位检测的仿真实验，计算了若干目标点的坐标，结果表明各个坐标相对误差均在3％以内，对于牺牲空间横向分辨率来提升视场角的复眼光学系统，该结果符合目标探测的要求。

提出了一种球面复眼成像系统的结构设计方案。基于电场操控液滴透镜面形可实现变焦的技术，在球壳基底上制作非球面液滴透镜并用电场改变其焦距以满足不同视场角的成像要求．通过折转透镜将不同视场角的入射光聚焦在平面CCD的不同位置。从而在获得大视场的同时改善了边缘光线的成像质量。讨论了非球面液滴透镜的制备过程．设计了球面复眼透镜系统的结构，并利用ZEMAX软件进行光学建模，分析了单个通道的成像性质以及各个通道在成像平面上的位置关系。结果表明：该结构在±45°视场角内对边缘光线的成像质量有明显的改善作用。在大视场成像的同时保持了低像差．可以满足运动目标检测的应用要求。

介绍了扫描近场光学显微镜中基于剪切力的样品、探针间距离控制的方法。当受振动激励的光纤探针由远处逐渐接近样品表面时，样品与针尖间的切力使针尖的振动幅减小，通过检测探针振幅的变化从而控制针尖与样品间距离，此种方法可以方便地将光纤探针导入工作区域内并在扫描过程中保持适当的高度。我们测量了探针的幅频特性和力曲线，并用该方法４μｍ×４μｍ的范围内光盘表面的形貌信息，

介绍了同步辐射压弯镜重力引起的面型斜率误差及评价标准。根据梁的弯曲理论,提出了力矩加多点力补偿重力的方法,以上海光源XAFS光束线（BL14W）中的压弯镜为例,计算出力矩加两点力、力矩加三点和力矩加四点力补偿的最小斜率均方根误差分别为0.092,0.041,0.022μrad。补偿结果的对比表明,当镜子两端有力矩补偿时,各补偿力相应减小,力矩加两点力、力矩加三点力和力矩加四点力补偿的面型斜率误差分别为没有力矩补偿时的52%,61%,68%。力矩加多点力补偿重力的方法明显优于多点力补偿重力的方法。