针对空空导弹的末端制导，提出了一种红外成像与激光测距共孔径的复合导引头光学系统设计方案，可对空中典型目标进行精确探测和跟踪。该系统采用被动红外成像和主动激光测距两种模式进行复合制导，被动红外成像可对目标进行搜索和捕获，主动激光测距可获得精确的弹目距离信息。该复合导引头中被动红外成像与主动激光测距共用一套光学系统，既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场需求，又可以利用精确的弹目距离信息提高导弹比例导引的制导精度。

利用红外双波段成像能够获得更多的信息，从而提高探测和识别能力。将多层衍射光学元件应用到红外双波段光学系统中，可以校正色差、简化结构。讨论了多层衍射光学元件的成像特性，相比于单层衍射光学元件，多层衍射光学元件可在宽波段范围内获得高衍射效率，给出了多层衍射光学元件设计方法。基于此，设计了一种红外双波段混合成像光学系统。其中，双层衍射光学元件在3.7~4.8 μm和7.7~9.5 μm工作波段上的衍射效率达98.5%以上。仿真结果表明，系统像质良好，满足要求。

将衍射光学元件（DOE）应用于微光镜头的设计中，可以达到减少体积和重量的目的。衍射光学元件不同于传统透镜的负色散性质，可以很好地校正色差。单层衍射光学元件的衍射效率只能在某一波长处达到100%，其他波长处衍射效率下降明显，双层衍射光学元件则在整个工作波段内不同波长处都有较高的衍射效率。基于此，设计了一个使用双层衍射光学元件的微光夜视物镜系统。双层衍射光学元件在0.65~0.9 μm工作波段内衍射效率达98%以上，系统总长为60 mm，系统焦距为25 mm，F数为1.2，全视场为40°。仿真结果表明系统的像质良好，40 lp/mm处的调制传递函数大于0.5。

介绍光学被动无热化设计的原理，对二次成像系统进行热离焦分析，提出一种使物镜组和中继镜组无热化，从而实现二次成像系统无热化设计的方法。研究由三种材料4片透镜构成的镜组无热化的图解法并给出详细设计步骤。采用Ge 、ZnS 和CdTe三种常用的红外材料，设计一个长波二次成像光学系统。设计结果表明该系统在-60～70 ℃的温度范围内，具有良好的消热差、消色差性能。

基于ATP生物发光法，研制了一种细菌快速检测仪。该检测仪内置高精度A/D转换器，以小型光电倍增管进行光电转换，结合实验室自制的生物传感器，集光路、电路及软件设计于一体，组成了完整的细菌快速检测系统。其用于大肠杆菌标准品溶液检测时，检测结果与培养计数法结果的相关系数(R)达到0.976 0，同时获得了仪表检测光强和细菌浓度关系曲线。针对实际样品检测中存在的问题，提出了相应的数据处理改进算法，引入了校准方程修正系数，用于食品及卡介苗样品检测，获得了良好的检测结果。对猴头菇类食品样品检测的结果与培养计数法检测结果的R达到0.993，重复性检测的相对平均偏差(R.A.D.)为7.69 %，变异系数(CV)为9.07 %。对卡介苗(BCG)样品检测结果与培养计数法检测结果的R达到0.997，R.A.D.为5.72 %，CV为7.73 %。与传统培养计数法相比，该仪表具有较好的检测速度，准确度和重复性。