将白光偏振干涉、迈克耳孙干涉仪和垂直扫描系统相结合，提出了一种利用白光干涉垂直扫描测量波片延迟量(包括级次信息)的方法。准直的白光经偏振干涉系统形成两束偏振方向相同的线偏光，它们进入迈克耳孙干涉仪后分别被两干涉臂的平面镜反射形成四束光，在压电传感器(PZT)驱动干涉仪动镜垂直扫描的过程中，它们两两干涉，形成3组白光干涉包络。根据CCD各像素记录的白光干涉信号，计算白光干涉包络之间的光程差，即可获取被测延迟量。实验测量了一多级波片的延迟量，其结果(4268.1 nm)与使用光谱扫描法测量得到的结果(4269.9 nm)相吻合。

为了解决使用激光干涉仪测量平行平板光学元件面形时会产生干扰条纹的问题，提出了一种利用短相干光干涉测量平行平板光学元件面形的方法。在泰曼格林干涉仪中使用钠光为光源，由于钠光为短相干光源，当参考面与被测平板前表面光程匹配时，平行平板后表面的反射光无法与参考光和测试光干涉，从而避免了干扰条纹的产生。测量时采集到的为单幅干涉图，使用虚光栅移相叠栅条纹法从中提取波面数据，即可得到平行平板光学元件的面形数据。实验测量了一平行平板光学元件的面形，其面形数据与使用Zygo干涉仪测得的结果吻合。

阐述了Golay3望远镜系统入射光瞳的结构与主镜F数的关系，通过入瞳函数推导出子镜具有倾斜误差的系统点扩展函数(PSF)和调制传递函数(MTF)表达形式，利用Matlab软件模拟了子镜倾斜误差对系统PSF和MTF的影响。利用Zemax软件设计了Golay3望远镜系统，通过对系统中子镜引入倾斜误差得到了系统的PSF和MTF并与上述理论模拟结果进行了比较。以标准鉴别率板为物体进行模拟成像，分析了倾斜误差对望远镜成像性能的影响。设计结果表明：理论模拟和实例设计的PSF和MTF对倾斜误差的反应一致且比较敏感；当倾斜误差引起的波面倾斜峰谷值变化达到一个波长时，PSF和MTF的主瓣和旁瓣均发生较明显的变化，变化的方向取决于引入倾斜误差的子镜位置；而当波面倾斜峰谷值变化超过一个波长时，PSF和MTF的变化趋势基本保持不变；成像结果表明随着水平方向上的子镜倾斜误差的增加，鉴别率板竖直方向上可分辨的最大线对数变化明显。

介绍了环面形稀疏孔径的结构,根据光瞳函数推导出其调制传递函数(MTF)表达式。利用Matlab软件模拟了环面形稀疏孔径在不同内外径比值e下的MTF；应用Zemax光学设计软件设计环面形稀疏孔径结构实例，分析其MTF特性并与理论模拟结果进行了比较；以标准鉴别率板为目标物体，对环面形稀疏孔径进行成像模拟，评价其成像性能，并利用阶数连续可调的分数阶微分算子增强图像。结果表明：环面形稀疏孔径调制传递函数的截止频率取决于外径的大小；随着e值的增大，MTF曲线在低频区域变得更加陡峭，且成像图像峰值信噪比逐渐减小；利用分数阶微分算子对图像进行增强，图像在细节得到强化的同时更好地保留轮廓信息。