针对惯性约束聚变束匀滑对连续相位板的需要,用改进的盖师贝格撒克斯通(G-S)算法,进行了完全连续相位板(FCPP)设计方法的研究。在盖师贝格撒克斯通算法流程中,引入局部替代函数,设计出完全连续的深浮雕相位结构,消除了2π线。利用光刻热熔成形工艺及离子束刻蚀制作128×128元凹微透镜阵列。所制硅及石英凹微透镜的典型基本图形分别为凹球冠形、凹柱形和矩顶凹面形。分析了在光致抗蚀剂柱凹微透镜图形制作过程中的膜系匹配特性,与制作该种微透镜有关的光掩模版的主要结构参数,以及光致抗蚀剂掩模工艺参数的控制依据等。探讨了在凹微透镜器件制作基础上利用成膜工艺开展平面折射微透镜器件制作的问题。采用扫描电子显微镜(SEM)和表面轮廓仪测试了所制石英凹微透镜阵列的表面微结构形貌。给出了所制石英凹微透镜阵列远场光学特性的测试结果。

针对制作溶胶-凝胶(sol-gel)微光学元件的需要,对溶胶-凝胶浸渍提拉成膜过程中膜厚、均匀性等成膜特性进行了仔细考察。对于室温干燥情况,提拉成膜厚度与提拉速度的经验关系为:低速时膜厚与提拉速度呈1/2次幂关系；高速时则偏离以上关系,且随速度的增大,膜厚增加缓慢。对成膜过程的分析表明,挥发过程对溶胶-凝胶提拉成膜厚度的影响是重要的。

从生物化学和蛋白质的裂解机制出发,提出一种新的重铬酸盐明胶(DCG)浮雕形成方法――化学裂解刻蚀法。由于化学裂解试剂较胰蛋白酶具有少得多的作用位点,化学裂解方法比明胶酶蚀方法具有更高的刻蚀分辨率。实验考察表明,化学裂解方法可以获得500lines/mm的刻蚀分辨率。应用化学裂解方法,利用投影曝光系统和灰度掩摸,制作了单元线宽为30μm,深度为0.8μm的连续浮雕明胶微棱镜列阵。

分析研究了白光相移干涉应用于表面形貌测量时表面形貌与干涉图像之间的关系, 比较了两种不同光谱分布的光束的白光相移干涉特性。 依据白光相移干涉中与干涉光强有关的一些特定参量与表面形貌之间的一一对应关系, 提出了一种不直接测量相位、 避开相位测量不确定性的新方法。 所提方法扩大了可测深度范围, 可用于测量面形较陡的连续表面或不连续深结构表面。

介绍了连续微光学元件在光刻胶上的面形控制方法。分析了光刻胶及显影液在制作二元和连续元件中所存在的差别;导出具有倒易关系的浮雕深度表达式和适用的范围,并以此指导面形的控制,对光刻胶进行适当的改造以适应连续微光学元件的制作。本文还给出了实验验证,制作出了多种质量优良的连续微光学元件,并对典型元件的面形进行了评价。

分析了微细台阶面表面形貌测量可能会出现平滑或失真现象的根源，提出一种基于测量数据分析和数据处理的解决方法。此方法已成功地应用于自行研制的衍射光学元件三维表面形貌测量系统中。

从一般共焦系统的原理出发, 重点围绕并行共焦方法的三维检测原理, 通过引用三维点扩散函数和矩阵形式, 研究了并行共焦检测方法的理论问题, 确立了点阵并行共焦检测方法的检测过程。 其结果表明, 并行共焦检测过程总的光场分布, 是各条共焦检测光路的求和, 且都符合两个点扩散函数相乘的共焦形式。

对明胶全息图后处理过程中坚膜与溶胀环节进行了实验研究,结果表明,对于使用稀释的F－5定影液坚膜,可使全息图对应最大衍射效率所需的曝光量向低值方向移动;水显溶胀程度对全息图的衍射效率的影响至关重要。提出了根据溶胀极限温度来确定溶胀温度以获取最佳溶胀效果的方法。

研究一种高衍射效率、高感光度亚甲基兰红敏重铬酸盐明胶(MBDCG)全息记录材料。用这种材料记录的全息图经分子改性、脱去明胶的强吸潮基团,获得在高湿度环境中稳定的高衍射效率的MBDCG全息图。

提出了一种利用微光学阵列合成器件实现全场三维面形并行检测、记录的共焦方法。此方法的关键是,在共焦系统中引入了一微光学阵列合成器件来产生一点光源列阵,实现了对同一剖面同时并行检测,并首次采用了CCD面阵像元取代小孔光阑直接截取三维信息光强。本文讨论了该方法的三维信息检测原理、响应关系,给出了初步的实验结果和三维重构图。