散斑投影轮廓术通过投影单幅随机散斑图案编码场景的深度信息，利用散斑匹配技术建立立体图像间的全局对应关系，从而实现单帧3D重建。但由于被测物体表面的复杂反射特性和双相机间存在的视角差异，投影单幅散斑图案无法为整个测量空间中每个像素编码全局唯一的特征，由此带来的误匹配问题导致测量精度较低，难以满足一些工业场景的高精度测量需求。提出一种基于垂直腔面发射激光器（VCSEL）投影阵列的散斑结构光三维成像技术及其传感器设计方法，所研制的三维结构光传感器集成了3个小型化散斑投影模组，投影一组空间位置不同的散斑图案，对被测场景的深度信息进行高效时空编码。提出一种由粗到精的时空散斑相关算法，以提升测量精度，重建复杂物体的精细轮廓。通过精度分析、三维模型扫描、小目标金属零件检测、复杂场景测量等实验证明，所提三维结构光传感器实现了远距离、大视场的高精度三维测量，可潜在应用于零件分拣、机器人码垛等工业场景。

为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术，以600 mm望远镜为缩比系统，采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构。俯仰轴系由向心角接触球轴承构成，方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成。采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型。分析了影响轴系回转精度的误差源，采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理，得到俯仰轴系晃动误差为4.2″，方位轴系晃动误差为9.3″。望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果，验证了轴系结构设计的合理性和正确性，并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径。

针对美国30 m望远镜(TMT)三镜系统在工作时的特殊要求，对三镜系统的Rotator组件轴承进行了设计，提出了在载荷连续变化条件下轴系的设计方法。通过分析该系统独特的运动和受力方式并对比现有大型望远镜结构形式，确定了三排滚柱支撑的轴系方案及轴承结构参数。计算中将天顶角定义为变量，确定了轴承的最恶劣工况及此时的望远镜指向。采用了数值计算和有限元仿真的方法对这一条件下的轴承变形和应力同时进行校核，两种方法得到的结果符合得很好，证明了模型的正确性。结果表明，天顶角为0°~65°时，轴承在x、y、z方向上的变形不超过0.015 mm，轴承倾角不超过1.7×10-5 rad，满足设计要求，并留有很大裕度。

设计了用于2 m口径望远镜的方位轴系支撑结构。通过对比大型地平式望远镜方位轴系的典型支撑结构, 拟定了由向心球轴承和大接触角推力球轴承集成的一体化轴系支撑方案以及相应的轴承结构参数。依据Hertz接触理论并采用AYSYS有限元软件对60~85°不同原始接触角下的静载荷特性参数进行了理论计算和非线性仿真分析验证, 结合加工工艺设计了85°接触角的推力球轴承结构。研制成功了直径为1 500 mm轴承样机, 其轴向跳动为0.009 mm, 径向跳动为0.006 mm, 最大空载启动摩擦力矩为30 N·m, 承载能力优于30 t。该项设计为大型望远镜高精度方位轴系的研制提供了可靠的设计依据和技术途径。

主镜面型精度是地基大口径望远镜最关键的技术指标之一。为了研究主镜室以及主镜底支撑和侧支撑系统的重力变形造成的主镜面型误差，介绍了一地基光电望远镜的主镜室及详细的主镜支撑结构，借助于有限元法，建立了主镜，主镜室和支撑结构的详细有限元模型，分析计算了主镜在支撑状态下的镜面变形情况，并通过 ZYGO干涉仪进行了面型检测。计算结果和实测结果对比，说明了主镜室及其支撑结构引入的主镜面型误差大小，同时也验证了有限元模型的正确性。

以适当参数的Nd:YAG激光微束切割大麦7H染色体后再利用微细玻璃针挑取了7HS端部片段并放入Eppendorf管中, 建立了一种激光微束与玻璃针结合使用微切割、微分离植物染色体片段的方法, 为今后植物染色体特定区域DNA的微克隆技术提供了一种新的方法。