自适应共焦检眼镜以其高分辨率、动态成像等光学特性，已经在生物医学和临床医学的多个领域得到了广泛而具体的应用。为了能够将非圆形光瞳滤波器等瞳面调制技术运用于其中，并不对波前探测产生影响，系统需要利用两个光源分别进行成像和波前校正。本文首先设计了一套基于双光源的自适应共焦检眼镜，对不同光源的人眼像差进行测量，分析了其主要差异。然后对双光源系统的像差校正能力和高分辨成像能力进行了验证，系统闭环后的图像的亮度、对比度和分辨率都有了显著的提高。最后验证了使用半圆形光瞳实现暗场成像的可行性，并得到了模拟人眼的明暗场图像。

针对三种不同空间分辨率的双压电片变形镜(Bimorph DM)，采用仿真实验分析其对3~35 项Zernike 静态像差和实际人眼(包括疾病人眼)像差的拟合能力。实验表明，Bimorph 变形镜特别适用于校正低阶像差，拟合误差小于0.15，随着空间分辨率的增加，Bimorph 变形镜对Zernike 像差和人眼像差的拟合能力总体表现为增强的趋势，其中，35 单元的Bimorph 变形镜的像差拟合能力最优，对前20 项Zernike 像差的拟合误差稍优于传统分立式压电变形镜。通过对Bimorph 变形镜像差拟合能力的实验分析，为人眼视网膜高分辨率系统的Bimorph 变形镜选型提供了分析方法，也为进一步提升Bimorph 变形镜的像差校正能力奠定了研究基础。

为实现红外焦平面阵列(IRFPA)盲元的自适应快速校正, 本文设计了一种基于三梯度阈值检测的快速盲元校正方法。先通过优化L0范式的约束方程消除图中的非均匀条纹, 排除干扰, 再对水平、竖直和对角3个方向进行梯度阈值检测, 找到盲元位置点, 并与中值滤波结果进行点对点匹配, 剔除误检测点, 最后通过局部中值滤波完成盲元校正。依据盲元的缓变特性, 通过合理更新盲元模板实现了单帧和序列图像的快速盲元校正。实验结果表明: 相比于传统方法, 本文方法的信噪比(SNR)和峰值信噪比(PSNR)提高了10~14 dB, 结构相似度指标(SSIM)提高了0.01~0.02, 对图像中的随机和连续盲元的校正效果都很好, 同时运算速度得到了大大提升, 在保证图像质量指标的情况下速度提升了3~10倍, 可以在到实际红外系统中实现动态检测和实时处理。