为了提高诊断人眼对比敏感度性能,研制了变对比度、变频率、变亮度和四方位可控的计量校准级对比度阈值测试仪器。提出了可行的变对比度挡光板的移动以及变频率和四方位靶板组切换的优化控制设计方案。

基于多样品多型号仪器的测试信息及其GUM和MCM方法, 讨论了四步干涉法测量红外光学材料折射率均匀性的测量范围及其测量不确定度评定。红外干涉测量的绝对灵敏度和准确度虽不及可见激光干涉仪, 但采用了四步干涉测量的方法, 消除了干涉仪的固有系统误差, 有利于实现对红外光学材料折射率均匀性的高准确度测量。实际测试表明, 该测量范围覆盖1×10-5～5×10-3, 测量相对标准不确定度为2×10-1～2×10-2。

基于对汉字使用频率及其空间频谱的分析，设计了一种数码相机像质评测用的汉字靶板。通过对37台不同型号数码相机的空间频率响应(SFR)、主观质量因子(SQF)及汉字靶板测试结果的统计分析，获得了最小可识别汉字磅值分别与SFR、SQF之间的经验公式。另抽取10台数码相机验证，结果显示调制传递函数测试法获得的SFR、SQF值均落在汉字靶板测试法获得SFR、SQF的95%的置信区间内。这种汉字靶板测试法类似于判读视力表的方式，简化了测试设备，操作方法也简单。

在现代信息化战争中, 光电侦察与跟瞄装备的研制试验和使用维护都离不开其测试技术的保障。从4方面简述了国内外光电侦察与跟瞄装备测试技术的发展现状, 目前, 可见光及微光成像性能参数已实现数字化的综合测量, 其中, 像面均匀性和畸变检校的测量不确定度分别达到1%和0.2%, 最小可分辨温差(MRTD)等红外热成像系统性能参数已出现客观的评测方法, 最大测程等激光测距系统性能参数的测量允许误差极限达到1%以内, 多光轴一致性的检校测量不确定度达到2″。未来, 我国在该领域的研究热点将集中在发展各种现场快速精准的检校手段, 以及继续提升红外、紫外、微光和白光成像测试技术等方面, 并建立和完善其相应的测试标准和保障系统。

由于光电传感器、数字图像处理、电子元器件等各领域技术的发展，数码相机的成像质量在过去的十年里有了长足的发展。加工成本的下降使光电成像系统在众多领域得到广泛使用，成像镜头和成像系统的成像性能测试和评价也受到广泛的关注。数码相机可以方便地输出计算机识别的数字图像，而数字图像可以用计算机在无人干预的条件下自动处理，这使得数码相机成像质量的客观评测成为可能。在相关标准基础上，研究了数码相机多个参数的客观评测方法与计算方法。在单个参数评测的基础上，用基于属性模型评价的方法综合多个参数，对所评测的数码相机做出一个综合的等级评价和评分。

为满足野外检测多波段光电设备光轴平行性的检校需求，研制了一套便携式多光轴平行性检校系统。系统采用反射式卡塞格林光学系统和ZnS晶体靶板，为被校系统提供无穷远的十字分划目标并以此作为瞄准基准，完成对被校系统电视轴和红外轴之间的平行性检校；采用CCD系统完成分划板十字线和靶纸上激光光斑的采集，并利用数据处理系统检测出分划板十字中心与激光光斑中心位置的偏差量，完成对被校系统激光光轴与可见光轴之间的平行性检校。利用高精度光学角规对所研制的检校系统进行了标定，精度可达亚秒级。实验结果表明，该检校系统测量电视轴与红外轴之间平行性标准不确定度为2″，检校激光瞄准轴与发射轴平行性标准不确定度为5″。

设计了一种新颖的双回转子孔径扫描装置，得到了可以覆盖大口径光学系统全口径的子孔径扫描光斑，从而满足了大口径光学系统光谱透射特性的测试需求。结合双回转扫描装置的结构参数误差，基于齐次坐标变换矩阵原理，建立了双回转扫描装置的数学模型，提出了一套分析子孔径扫描精度的方法，并且在设计双回转子孔径扫描装置中实现了应用。分析结果表明，当双回转子孔径扫描装置的回转半径ηr≤400 mm时，子孔径扫描精度Δηr为-0.007~0.028 mm。提出的子孔径扫描误差估计方法、建立的扫描运动坐标转换模型和得到的误差数据结果可作为类似回转扫描机构的设计参考，也为基于双回转子孔径扫描方法的大口径光学系统光谱透射特性测试的深入研究提供了理论依据和数据基础。

双轴共焦显微技术具有独特的非共轴结构, 与传统单轴共焦显微技术相比可利用较低数值孔径物镜实现较高的轴向分辨力, 且具有工作距离大、信噪比高等优势。对基于CCD虚拟针孔(VPH)探测的双轴共焦显微成像系统的空间分辨特性进行了理论分析, 并构建了相应的实验系统, 对其轴向响应进行了实验验证。实验中照明物镜NAi＝0.117, 采集物镜NAc＝0.106, θ=45°, 得出系统轴向半高宽(FWHM)为2.63μm, 比同等参数(NA＝0.117)下单轴共焦显微系统的轴向FWHM高出约20倍。

点探测器的位置是决定双轴共焦显微技术层析能力的关键因素之一,理想的共焦显微成像系统要求点探测器放在光轴上并且没有离焦情况出现。通过理论和实验分析了点探测器偏离理想位置对双轴共焦显微技术的轴向响应特性造成的影响。结果表明,点探测器的微小轴向偏移对轴向响应特性造成的影响基本可以忽略,但点探测器的微小横向偏移会使轴向响应曲线沿着z轴方向产生一定的移动,移动量随着偏移量的增大而增大。

非共轴激光共焦显微技术是近年来激光共焦显微成像领域发展起来的一种新型成像方法。该成像方法将被测样品与照明光轴成一定角度放置,使得照明光轴与采集光轴形成一定的夹角,减小系统合成焦体体积、提高轴向分辨力。与传统的共焦显微技术相比,该方法可以有效兼顾激光共焦显微系统的轴向分辨力、工作距和视场大小。介绍了非共轴激光共焦显微技术的成像原理,详述了共焦theta显微技术和双轴共焦显微技术这两种典型的非共轴激光共焦显微技术的研究现状和发展趋势,简述了在双轴共焦显微技术领域的研究设想。