手机镜头朝着高分辨率、大孔径、超薄化的发展方向。根据手机镜头的设计要求, 研究了设计要求参量与Delano图的相关约束条件和目标函数的转换关系, 结合蒙特卡罗-粒子群优化（PSO）混合算法, 实现了手机镜头初始结构的快速求解生成。使用所提出的方法设计了一款5片式2000万高像素的超薄长焦手机镜头, 结果表明, 在1/4奈奎斯特设计频率125 lp/mm下, 0.8之内所有视场的调制传递函数（MTF）的值均大于60%, 与采用前期PWC法求得的初始结构所设计开发的具有相同规格参数的6片式镜头相比, 边缘视场的模拟良率提升了近10%。将所设计的5片式2000万像素镜头进行加工及TV line实拍测试, 在中心和0.8视场分别得到了2300 LW/PH和1700 LW/PH的解像能力。设计和加工后的实拍验证结果表明, 基于Delano图的手机镜头初始结构的求解方法能够明显提高设计效率, 且可以得到更高的良品率。

在极地环境(如南极Dome A)中的光学系统，氧化铟锡(ITO)薄膜加热除霜有突出的优势。简述了ITO 薄膜除霜原理，指出了目前采用的直流电、点状电极的加热设计存在局部过冷、电极过热、整体加热不均的情况，影响成像质量与除霜效果。给出了加热除霜效果的评估指标，提出了多相交流电、线状电极的新设计，并采用“主路径”分析法进行论证。然后以南极巡天望远镜(AST)为背景，对500 mm 口径镜面进行有限元模拟，在等功率条件下，对各加热设计进行评估。使用红外热像仪测量实际镜面：采用新设计后，镜面温度均方差降低了81.65%，峰谷值降低了76.31%。实验结果表明：新设计大幅提高了加热除霜的均匀性和效率，改善了视宁度，有望应用于南极光学望远镜工程中。

南极Dome A被认为是地球上最为优秀的天文测光、观测台址，尤其在红外波段。为了充分利用Dome A 的独特天文观测优势条件以及满足系外行星观测需求和为我国未来南极更大口径望远镜的研制提供经验，提出建造1 m可见/红外巡天望远镜。通过掩星法探测系外行星，至少需要万分之五的测光精度，必须很好地抑制或降低系统光机结构的自身辐射。以南极1 m可见/红外巡天望远镜为例，进行南极红外望远镜杂散光抑制方法方面的探讨。由于该望远镜采用一次直接成像光学系统，光学结构简单，但无法设置冷光阑，红外背景辐射抑制效率较低。在光学系统设计上把次镜设置为孔径光阑进行优化设计，再详细介绍主镜遮光罩，次镜遮光罩，以及杜瓦瓶内冷光栏的独特设计，通过模拟仿真，自身辐射在像面上的辐照度为6.8×10-10 W/m2，为天空背景辐射在像面上的照度五分之一以下，满足天文观测三分之一要求。