相干探测混频器是空间相干光通信系统的重要组件，主要作用是将信号光和本振光进行混频得到中频信号，进而对光信号进行放大，使探测器的灵敏度达到量子噪声极限。混频效率对中频信号的强度尤其重要，因此，假设本振光为理想高斯分布时，计算了信号光的不同振幅分布对混频效率的影响。通过设计一组光束整形镜将信号光的振幅分布变为高斯分布，从而实现高斯光和高斯光的相干混频。实验结果表明，带有整形元件的相干探测混频器可实现信号光与本振光相似的振幅分布，且相比均匀分布的信号光，混频效率提高了17个百分点。

车载平显系统(HUD)可以让驾驶员更快速地查看车速、导航等相关信息,缩短驾驶视觉盲区时间,减少交通事故,改善驾驶体验。为加快车载HUD的普及,研究基于数字微镜元件(DMD)的微型投影系统,并以符合车身结构的反射式光学系统为核心,给出了仿真模型。借助投射投影屏,图像多次反射后进入人眼,形成位于挡风玻璃前端的虚像。设计目标显示,虚像距离为2.5 m,驾驶员不需要改变视距便可查看图像内容;水平可视范围为140 mm,垂直可视范围为60 mm,得到眼睛在不同位置看到的图像的光学传递函数,均接近衍射极限,表明图像清晰,设计效果较好。图像视场角为水平12°,垂直6.75°,在不干扰驾驶员视线的情况下提供了足够的显示面积。

在同轴两片反射镜光学天线的空间激光通信终端中, 入射高斯光束的中心最高能量部分被次镜及次镜支架遮挡, 导致部分能量损失。为了减小能量损失, 提高系统发射效率, 将非球面整形镜应用在发射端准直扩束系统中, 实现高斯光束到平顶光束的整形, 以减小次镜及次镜支架遮挡损失的能量, 同时对光束进行准直扩束。所设计的非球面整形系统入射面直径d=3 mm, 出射面直径D=12 mm, 波长λ=1550 nm, 玻璃材料为BK7, 输出面上的光强分布接近均匀, 发散角θ=1.216 mrad。对比分析传统球面扩束镜与非球面整形扩束镜可知：同等参数条件下, 采用非球面整形扩束镜的发射端的发射效率提高了11.1%。