微型数字式太阳敏感器光学系统由APSCMOS图像传感器和基于MEMS工艺的小孔阵列式光线引入器组成。图像传感器的分辨率为1024×1024pixel，像素尺寸为10μm×10μm；光线引入器具有微小孔阵列结构，小孔为方形孔，30×30阵列，尺寸为60μm×60μm，间距为250μm。光线引入器采用了MEMS工艺的掩模板制备工艺。针对所设计的光学系统计算了曝光时间，并在此基础上进行了地面成像实验。实验结果表明，光学系统设计合理，保证了敏感器所具有的高精度和大视场。

以单色标量波衍射理论为基础，研究了均匀平面波从不同角度入射小孔阵列的衍射特性。运用单孔衍射理论，同时考虑相邻小孔间衍射光强的相互影响，建立了小孔阵列衍射的理论模型和光强分布的数值积分式，小孔为硬边小孔。利用Matlab对500 nm波长的平面波入射微小方孔阵列衍射图样进行了计算机仿真，得到了不同几何参量下平面波从不同角度入射时的衍射图样的一维和二维光强分布图，并将仿真结果用于微型数字式太阳敏感器的光学系统中的结构参量设计和图像处理中的参量确定。太阳敏感器的成像实验结果表明，小孔阵列衍射光强分布图的仿真结果正确、太阳敏感器光学系统参量设计合理。小孔阵列衍射理论为太阳敏感器的光学系统设计和图像处理提供了可靠的理论基础。