针对传统固态激光雷达中光束快速扫描控制响应速度和电压控制精度较低的问题，提出了一种基于透镜辅助光束扫描(LABS)技术和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的固态激光雷达测距系统。该系统采用收发一体的结构，系统中的LABS器件由1×16光开关芯片、4×4光纤阵列和透镜组成。根据LABS方案每一级只有一个光开关处于工作状态的特点，通过选择不同的发射器，将光束照亮到透镜的不同位置来实现光束的转向。光束扫描采用FPGA结合外部选通电路进行控制的方式，通过输出电压控制4级马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型光开关工作，实现光束的快速切换。实验结果表明，该系统光束转向角度步长为0.35°，最大测距范围可达200 m，9.2 m内的测距误差约为1 cm。

设计了一种基于尺蠖运动原理的压电直线驱动器, 用于解决光学领域中的精密定位问题。该驱动器采用了对称杠杆式位移放大机构, 在保证钳紧力的同时, 可以获得较大的驱动位移。阐述了尺蠖式压电驱动器的工作原理, 对杠杆式柔性放大机构的位移损失、压电陶瓷与柔性机构的耦合特性及箝位机构与中间驱动机构的刚度进行了分析。利用有限元软件Ansys对钳位机构和驱动机构的变形、应力、输出位移和固有频率等参数进行了仿真分析。最后, 搭建了实验平台, 测试了驱动器的各项性能。测试结果显示, 该驱动器的行程为±25 mm, 钳紧力为17 N, 承载力为11 N, 最大和最小步距分别为55 μm和60 nm。当驱动电压为150 V时, 驱动器的最高驱动速度为1.259 mm/s。得到的性能指标满足光学领域精密定位需要。

针对大功率激光装置中送靶机构特性，设计了一种新型三维角度调节靶架，该靶架由一个正切机构实现回转角度调整，由一套正交分布的正切机构实现二维角度偏摆调整。从靶架机构中的原理误差、结构误差和牵连误差出发，对角度调节靶架机构的结构参数进行了分析。结果显示：靶架机构误差受直线驱动器位移、驱动器球头半径、正切机构作用半径、驱动器安装孔角度误差、驱动器圆柱面对中误差、两个正切机构正交误差、靶杆和回转轴线倾斜角度影响。靶杆和回转轴安装倾斜误差影响较大，球接触误差次之，通过精密装调及控制系统补偿后此三维角度调节靶架精度可达0.1 mrad。