近年来人们对具有安全驾驶、智能控制功能的汽车需求增长，使智能驾驶汽车快速发展起来，激光雷达作为智能驾驶的核心传感器之一得到广泛的关注，其中MEMS激光雷达具有高帧率、高分辨率、体积小、成本低的优点，是国内外车载激光雷达的主要发展趋势之一。光学系统是MEMS激光雷达重要组成部分之一，分为发射光学系统和接收光学系统，本文基于镜面直径5mm的二维MEMS振镜设计了发射光学系统，将25W的半导体激光器准直为弧矢方向发散半角为1mrad，子午方向发散半角为3mrad的光束; 设计了大相对孔径为1∶1、焦距为11.01mm的镜头作为接收镜头，并提出采用放大倍率为2.2的纤维光锥与16线APD阵列探测器耦合，扩大接收光学系统的视场; APD阵列探测器采用选通模式，提高雷达系统的信噪比。基于此设计结果搭建激光雷达样机，实验验证系统探测距离可达45m，全视场角40°×10°。结果表明系统可一定程度上提高激光雷达探测距离和视场角。

小动物活体荧光成像系统是研究现代生物医学的有力手段之一，但是现有的荧光成像系统穿透深度低、信噪比不高，严重制约了荧光成像技术在生物医学中的应用。利用近红外Ⅱ区光（1000~1350 nm）在生物组织中的穿透深和成像信噪比高的特点，研制出了一套高性能的近红外小动物活体荧光成像系统。模拟实验表明：该系统具有信噪比高（57 dB）和穿透深度深（大于10 mm）的特点。通过利用该近红外小动物活体荧光成像系统对静脉注射有Ag2S量子点（荧光发射波长为1200 nm）的小鼠进行观察，获得了小鼠全身血管网络及深层组织器官的高分辨率图像。