时刻鉴别电路是激光雷达的重要组成部分。它被用于检测回波脉冲信号到达接收机的终止时刻，并通知处理器进行数据处理。为满足激光雷达系统对时刻鉴别电路的精确鉴时的需求，采用经过差分放大后的回波脉冲信号进行差分电平平移，将平移后的差分信号送入高速比较器进行时刻鉴别，实现了时刻鉴别功能。通过验证，该设计有效改善了前沿时刻鉴别法产生的行走误差，提高了激光雷达系统测距精度，与恒比定时时刻鉴别电路相比又简化了电路。

激光器驱动电路是激光雷达的重要组成部分,其技术指标将直接影响到激光雷达整体性能。根据激光器的特点,激光光脉冲有两个主要参数：脉冲能量和宽度。这两个因素对距离和距离分辨率分别有很大的影响。常见的驱动电路大都利用DC-DC升压电路,大电感充放电来实现,能量不稳定,并且电路纹波较大。在过去的十年中,具有成本效益的Si MOSFET器件商业化程度很高,但是其寄生电感以及开关品质因数会明显影响激光驱动电路,当脉冲宽度窄到一定程度时,激光脉冲峰值功率也会急剧下降。为解决以上问题,设计了一款窄脉宽、体积小、功耗低、噪声小、能量稳定性强的驱动电路,并指出了驱动电路设计时应当注意的问题。激光器的输出可以通过CPU产生的信号直接控制,实现高重频,输出上升沿约为2.5 ns、脉冲宽度为6 ns的脉冲,电路板尺寸为3.2 cm×2.8 cm,单板功耗约为0.65 W,这些特性可以用于激光雷达工程化当中。

提出了一种收集激光切割产生的热辐射光的光学装置,该装置可加入激光切割的光路中,不影响激光的正常传输,同时可以对激光穿透和切割过程进行监控。首先,利用ZEMAX进行光路设计,通过特殊的反射镜将热辐射光从激光光路中反射到激光光路外,最终良好地进入到传感器中。然后,利用三维结构设计软件将热辐射光收集光路结构加入到激光切割头的内部。最后,利用TRACEPRO光线追迹功能仿真设计结果,模拟得到切割头实际工作时传感器收集到的热辐射光情况。输出的实际测试曲线显示,该光学装置收集到的热辐射光能够明显判断出激光穿透时间点和切割时的异常情况,表明此设计方法是可行的。该装置可用于提高切割质量和保护昂贵的激光器,具有很好的实用性。

设计了一种高速实时成像的激光雷达。这种新的高速扫描激光雷达系统由准直激光器、一维微电子机械系统（MEMS）振镜、反射镜、驱动电机和接收探测器组成,其核心器件是基于MEMS的微扫描反射镜。该MEMS微扫描器激光雷达系统具有高精度、低成本、高速度和三维实时成像等优点。

针对内渐进镜片在加工过程中出现过切的情况,提出一种判断方法。该方法使用双三次样条曲面参数方程计算自由曲面各点曲率半径最小值,通过三维软件对曲面曲率半径进行计算,研究镜片在机床上实现加工的判据。由分析和计算表明,若曲面加工范围内存在某些点的曲率半径小于给定的机床刀具半径,则机床无法加工内渐进镜片的曲面。

哈德曼-夏克传感器(Hartmann-Shack Sensor, HSS)是一种测量波前像差的仪器。提出了一种利用4F系统实现光瞳衔接，与哈德曼-夏克传感器相结合测量眼镜片的光焦度和像差分布情况的方法。阐述了该系统的工作原理，研究了哈德曼-夏克传感器所得到的检测值与实际被测光学系统的光焦度与像差之间的转换关系。考虑到人眼实际观察不同方向物体时视轴是在不断变化的，采用多光轴测量眼镜片的方法。实现了利用哈德曼-夏克传感器对于眼镜片的光焦度和像差进行精密测量。

提出了一种多光轴渐进多焦点镜片设计方法,选取人眼观察使用的实际光瞳为眼镜通光口径内的小光瞳对应的元透镜设计。在子午面上,镜片视远点与视近点之间的光焦度由8次多项式确定。在光瞳面内,包含远视区和邻近视近区光瞳的光焦度分别取双曲线类型和抛物线类型分布。鉴于元透镜都是小像差系统,把元透镜看作是中心厚度已知的薄透镜,采用高斯光学方法设计面型,不必进行光路追迹和像差平衡。实验结果表明,多光轴渐进多焦点镜片屈光度和像散符合理论设计分布要求。为渐进多焦点镜片设计提供了一种新的途径。