相比传统角膜曲率仪引入双像棱镜进行角膜屈光度的测量，提出一种新型的基于光标成像原理的角膜曲率仪光学系统，其结构紧凑，操作简单，具有满足要求的屈光度测量精度和测量范围。光学系统包括成像系统和照明系统两部分，成像系统由投影物镜、角膜、摄影物镜三部分构成，采用了外调焦方式；照明系统采用了柯勒照明方式，可以实现环形光标、角膜前表面和CCD接收器像面的均匀照明。成像系统的像面分辨率达到133 lp/mm，畸变小于1%，角膜屈光度测量精度为0.25 D（曲率半径测量精度0.02 mm），测量范围为30~60 D（曲率半径测量范围5.5~11 mm）。设计结果表明，该系统在满足角膜屈光度测量精度高和测量范围广的前提下，有效地实现了结构紧凑，操作简单的目的。

给出了一种新型眼底相机照明系统的设计方案。针对现行眼底相机照明系统复杂的问题，对经典的柯勒照明光路进行改良设计，得到了一个结构简单的眼底照明系统。结构中除网膜物镜外，只需用到4片透镜，且眼底照明区域直径连续可调，充分利用了光能。通过在照明光路中添加黑点板和环形光阑，屏蔽了系统99%以上的杂散光，使眼底相机成像画面的信噪比达到20 dB以上，提高了对比度。同时在Gullstrand_Le标准眼模型上，得到一个均匀度达95%以上的照明区域。

提出和建立了基于白光干涉的自稳定定量相位成像系统。该系统以柯勒照明的白光迈克耳孙干涉计为基础,使用自稳定锁相电路以减少相位噪音,引入相移装置获得定量的相位图像。实验分别以平面镜、标准测试图和聚苯乙烯小球为样品,获得了清晰的定量相位图像,实现了对样品的实时观测。该装置采用卤素灯照明,达到轴向分辨力5 nm,系统中的柯勒照明结构使其具有高空间相干性。实验结果表明,该装置能有效避免系统中其他光学表面(如系统中的透镜表面)干扰信号的影响。