为得到质量均衡的大功率激光束, 分别以条形和面阵半导体激光器为模型, 基于平行玻璃板对光束的偏移作用, 对准直后激光束进行分割和重排, 并在Zemax软件中进行了仿真。条形半导体激光器初始发散角为40°和10°, 整形前已准直光束快慢轴方向的光参数积分别为0.455 2 mm·mrad和20.484 mm·mrad, 光束质量相差较大, 整形后快慢轴方向光参数积分别为2.731 2 mm·mrad和3.414 0 mm·mrad, 实现了快慢轴方向光束质量均衡。利用平行玻璃板消除面阵半导体激光器中存在的“发光死区”, 整形后快慢轴方向光参数积分别为7.002 mm·mrad和10.242 mm·mrad, 整形系统耦合效率为90.13%。

KBA型X射线显微镜的物与像不在同一水平面上,采用双对准方式解决了在靶室安装这套仪器的困难。与通常的光学系统不同,KBA显微镜的伪光轴与实轴夹角8.7486°,设计了观察系统,保证了掠入射角的要求。KBA显微镜的物方孔径角很小,用可见光装调焦深很大,无法满足要求,因此设计了辅助光学成像系统,满足了焦深为±5mm 的要求。

采用相位混合算法（PMA）与平滑修正法相结合的混合算法，对激光发出的高斯光束进行整形，得到了均方误差和顶部不均匀度均明显降低的等光强分布。利用液晶空间光调制器（LCSLM）的相位调制特性，实现了对高斯光束的光束整形，获得了光强均匀分布的圆光束和矩形光束输出。得到的输出光束顶部不均匀度和均方误差都低于5%，能量集中度在90%以上。表明此方法是一种实时、可控和高效的激光束整形方法。

在运动和离焦所引起的图像模糊的情况中，本文提出了一种新的基于霍夫变换区分离焦模糊和运动模糊两类模糊的方法.该方法通过比较霍夫变换矩阵中的亮点数来区分两类模糊，不仅正确率达到100%，而且抗干扰性能好；其次通过对运动模糊图像做两次方向微分，估计其模糊方向，提高了模糊方向的估计准确度；最后利用改进的Prewiit算子和费米函数计算模糊图像的刃边函数，进而得到图像的调制传递函数，再利用维纳滤波复原图像.实验结果表明:本文算法不仅具有有效性和强抗噪音能力，而且对图像的信噪比要求可以低到20 dB；与传统算法相比，提高了图像的复原质量.

从设计优化算法和拟合方法两方面，研究了提高二元光学元件(BOE)激光束整形性能的方法。利用盖师贝格萨克斯通(GS)算法和平滑修正法相结合的混合算法以及改进的平滑修正法，在保持顶部均匀性的前提下提高了能量转换效率，在极坐标下得到了高质量的均匀圆光束和空心环形光束输出。研究了元件半径、采样点数和初始半径与拟合精度之间的关系。在Zemax中得到了合理的BOE相位结构，输出光束满足设计要求。

综合考虑了几何像差、衍射效应和加工精度等因素对KBA X射线显微镜分辨力的影响，构建了分辨力模型。通过光线追迹模拟得到了不同视场位置的边缘响应函数,以20%～80%的评价标准确定了几何像差分辨力。由构建的空间分辨力模型得到理论分辨力。KBA X射线显微镜整个视场几何像差分辨力、理论分辨力和实测分辨力基本一致。用单层膜KBA 显微镜获得的X射线成像结果，得出中心视场的分辨力约为4 μm,±100 μm视场的分辨力优于5 μm。实验结果表明，几何像差对空间分辨力影响权重相对较大,是影响空间分辨力的决定性因素,其它因素的影响相对较小。

KBA X射线显微镜为非共轴、掠入射软X射线成像系统,集光立体角很小,像质又要求非常高,这使得四个反射镜的安装位置要求相当严格。通常的位置或角度计量工具,在激光聚变靶室内空间受限的条件下,很难达到这么高的精度。因此为了保证KBA的成像质量,采用精度4″的测角仪使双反射镜的夹角误差小于20″。掠入射角对成像质量影响很大,为了使掠入射角小于10″,用自己设计的光路系统保证了掠入射角的精度要求。KBA X射线显微镜系统的主镜的孔径角4×10-6 sr,无法实现锐聚焦。因此设计了一个辅助物镜代替它的主镜以实现锐聚焦。在某大型激光装置上进行的惯性约束聚变诊断实验中,运用这些方法所装调的KBA X射线显微镜获得了靶标(周期20 μm,线宽6 μm的无金膜镍网格)的清晰图像。

近20年来, 由于X射线光刻技术、空间技术以及激光引爆的惯性约束聚变(ICF)的过程诊断等的需求, X射线成像技术获得迅速发展。但是, 由于常规的成像方法难以适应X射线波段, 目前大多采用掠入射反射成像和编码孔径成像方法。KBA显微镜为掠入射非共轴X射线反射成像系统, 而且四块反射镜是空间分布的, 前两块反射镜和后两块反射镜之间并不是严格互相垂直的, 这给像质分析带来相当大的困难。通常的光学CAD软件难于适应这种光学系统。因此设计了掠入射非共轴反射成像的KBA显微镜成像系统程序,并用该程序分析了该系统的综合误差。 物距公差为-0.4～+1 mm, 掠入射角公差在-8″～0, 双反射镜公差在-20″～0, 弥散斑的变化在允许的范围内。

KBA(改进的KB)型X射线显微镜为掠入射非共轴反射成像系统。前一组反射镜和后一组反射镜之间并不是严格垂直的, 给像质分析带来相当大的困难。通常的光学CAD软件难于适应这种光学系统。把共轴球面折射系统的向量公式调整后设计了掠入射非共轴KBA显微镜成像系统程序, 并用该程序分析了KBA系统的像差及综合误差。分析结果表明, KBA显微镜系统是大像差系统, 当物距公差为-0.4～+1 mm, 掠入射公差在-8″～0, 双反射镜夹角公差在-20″～0, 弥散斑的变化在允许的范围内。该程序对于分析和研制KBA显微镜系统具有重要意义。

光学加密技术作为一种新的加密手段，近年来得到了快速发展，成为现代加密技术的重要研究内容之一。简要概括光学加密技术的产生和发展过程。就影响较大的几种光学加密技术，如双随机相位编码方法、基于分数傅里叶变换的加密方法、基于菲涅耳变换的加密方法、基于联合变换相关器的加密系统、利用离轴数字全息的加密系统和利用相移干涉技术的加密系统以及基于相位恢复算法的加密技术等作了分类评述和讨论。介绍各种加密方案的技术特点和实现方法，讨论实际应用中尚存在的问题，并对其应用前景作了进一步阐述。